Tamanho do mercado de nanotubos de carbono, participação e análise da indústria, por produto (nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) e nanotubos de carbono de parede única (SWCNT)), por aplicação (plásticos e compósitos, elétricos e eletrônicos, energia e outros) e previsão regional , 2024-2032

O tamanho do mercado global de nanotubos de carbono foi avaliado em US$ 6,30 bilhões em 2023 e deve crescer de US$ 6,88 bilhões em 2024 para US$ 18,67 bilhões em 2032, com um CAGR de 13,3% durante o período de previsão (2024-2032). A Ásia-Pacífico dominou o mercado de nanotubos de carbono com uma participação de mercado de 38,89% em 2023. Além disso, o mercado de nanotubos de carbono nos EUA deverá crescer significativamente, atingindo um valor estimado de US$ 5.178,6 milhões até 2032, impulsionado pela crescente demanda por miniaturizados. e dispositivos eletrônicos mais eficientes.

Nanotubos de carbono (CNT) são usados ​​em aplicações que exigem alta resistência, condutividade elétrica, durabilidade, propriedades de leveza e condutividade térmica em comparação com outros materiais convencionais. Demanda rápida de circuitos integrados, baterias de lítio, células de combustível, distribuição de medicamentos, células solares fotovoltaicas, armazenamento de hidrogênio e exibições de emissões de campo. Eles atuam como antenas para dispositivos eletromagnéticos e rádios. Os CNTs condutores são usados ​​em escovas para motores elétricos comerciais, pois melhoram a condutividade térmica e elétrica à medida que se estendem através do plástico matriz do pincel. O aumento da comercialização e o aumento das capacidades instaladas com o avanço da tecnologia para melhorar a qualidade geral do produto e desenvolver produtos mais avançados são as principais tendências que impulsionam o crescimento do mercado de nanotubos de carbono.

A pandemia da COVID-19 impactou negativamente todas as regiões, todos os negócios e todas as facetas da vida. A China e os EUA estiveram entre os países mais afetados durante a onda inicial do surto de COVID-19. Ambos os países estão entre os principais fabricantes e exportadores de nanotubos de carbono. Devido às restrições pandémicas, as fábricas funcionaram com capacidade reduzida ou tiveram de ser temporariamente encerradas, causando perturbações na cadeia de abastecimento. Além disso, as restrições de mobilidade impostas durante o confinamento resultaram em desafios logísticos, dificultando a aquisição de matérias-primas e o transporte de produtos acabados. As restrições comerciais impostas por vários países, uma força de trabalho limitada e uma escassez de contentores de carga resultaram num cenário sem precedentes que colocou desafios às indústrias transformadoras e de utilização final. O mercado ainda está em desenvolvimento e principalmente orientado para a investigação. As restrições pandémicas afetaram as atividades de investigação, dificultando o desenvolvimento.

Tendências de mercado de nanotubos de carbono

Engenheiros do MIT construíram microprocessador moderno com nanotubos de carbono

Em agosto de 2019, pesquisadores do MIT construíram um microprocessador avançado a partir de transistores, uma alternativa mais ecológica e rápida aos tradicionais equivalentes de silício. Produção de transistores de efeito de campo de nanotubos de carbono (CNFET) para a construção de computadores de próxima geração. Além disso, pesquisas indicam que o CNFET terá cerca de dez vezes mais eficiência energética e maior velocidade que o silício. Os pesquisadores do MIT inventaram uma nova metodologia para restringir os defeitos e permitir o controle operacional total na fabricação de CNFET junto com os métodos tradicionais de fundição de chips de silício.

A incorporação de CNT em nanocompósitos é uma tendência significativa

Os nanotubos de carbono estão sendo incorporados em vários materiais, como nanocompósitos, para aumentar a resistência mecânica, a condutividade térmica e outras propriedades. Os CNTs têm uma relação resistência-peso excepcional, tornando-os reforços ideais em materiais compósitos. Ao dispersar CNTs dentro de uma matriz polimérica, o nanocompósito resultante pode apresentar resistência à tração, rigidez e tenacidade melhoradas em comparação com o material de base sozinho. Além disso, o produto também pode melhorar as propriedades de barreira dos materiais. Ao formar uma rede dentro de uma matriz polimérica, o produto pode criar caminhos tortuosos que impedem a difusão de gases e líquidos, melhorando o desempenho de barreira de materiais de embalagem ou revestimentos. Esses fatores estão impulsionando a inovação e os avanços na ciência e engenharia de materiais.

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Fatores de crescimento do mercado de nanotubos de carbono

Espera-se que o aumento da indústria aeroespacial ajude no crescimento do mercado

Vários riscos estão envolvidos no voo, onde a maioria dos fabricantes de aeronaves se esforça para tornar os componentes aeroespaciais mais duradouros e mais fortes. A indústria aeroespacial está se concentrando na redução de peso para reduzir o consumo de combustível e ampliar os custos operacionais das aeronaves. A fuselagem de um avião moderno e avançado é feita de múltiplas folhas de vários materiais compósitos. Os nanomateriais são utilizados no setor aeroespacial para propriedades melhoradas, que melhoram o desempenho geral da aeronave. A maioria dos profissionais, incluindo fabricantes e engenheiros, está desenvolvendo métodos para produzir compósitos de qualidade aeroespacial. Por exemplo, os engenheiros do MIT desenvolveram um método para produzir compósitos de qualidade aeroespacial com enormes vasos de pressão e fornos. Este método ajudará a acelerar a fabricação de aviões e pás para turbinas eólicas. Além disso, a NASA e a Nanocomp estão trabalhando juntas para produzir fibras feitas desses nanotubos para fabricar um vaso de pressão de revestimento composto CNT (COPV), que em última análise reduz a massa e melhora o desempenho geral dos sistemas aeroespaciais. A análise de modelagem computacional da NASA prevê que os compósitos que utilizam reforço podem levar a uma redução de 30% na massa total de um veículo de lançamento.

O aumento da demanda eletrônica e elétrica pode estimular o crescimento do mercado

A crescente fabricação de eletrônicos na China, Coreia do Sul, Japão e Cingapura impulsionará o crescimento da indústria. A crescente indústria eletrônica, principalmente em placas de circuito impresso e semicondutores , resultou no aumento do uso do produto em todo o mundo. A rápida tecnologia e a inovação de novos produtos estimularão a procura pela indústria electrónica e de semicondutores. Os nanotubos de carbono possuem excelentes propriedades eletrônicas e mecânicas, tornando-os adequados para aplicações eletrônicas. Os CNTs encontram sua aplicação na fabricação de uma ampla gama de telas eletrônicas usadas em produtos eletrônicos de consumo, como televisão, telefones celulares, computadores e outros dispositivos eletrônicos. A procura global do mercado de eletrónica de consumo ascendeu a 426,1 mil milhões de dólares em 2020. Os avanços na tecnologia e o rápido desenvolvimento na indústria dos jogos deverão impulsionar a procura do mercado de eletrónica de consumo.

FATORES DE RESTRIÇÃO

Preocupações ambientais podem dificultar o crescimento do mercado

As crescentes preocupações sobre o impacto ambiental do CNT levaram a diretrizes regulatórias governamentais rigorosas, principalmente para estas empresas fabricantes de nanotubos. Os aglomerados criam riscos potenciais para os seres humanos e também para o meio ambiente. Como o produto é de natureza fibrosa, a inalação pode causar sérios problemas de saúde em humanos. A toxicidade dos nanotubos de carbono provavelmente afetará a saúde humana, incluindo aumento de danos renais e risco de hipertensão. A exposição dos seres humanos a nanomateriais e nanopartículas está a aumentar. Os seres humanos estão expostos a uma série de produtos que contêm nanopartículas, como cosméticos, tintas e vernizes, componentes aeroespaciais e automotivos, catalisadores de combustível e têxteis avançados.

Análise de segmentação de mercado de nanotubos de carbono

Por análise de produto

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Nanotubos de carbono de paredes múltiplas dominaram o mercado devido à sua adoção em diversas aplicações

Com base no produto, o mercado é segmentado em Nanotubos de Carbono de Paredes Múltiplas (MWCNT) e Nanotubos de Carbono de Parede Única (SWCNT).

MWCNT dominou o mercado e pode continuar seu domínio durante o período de previsão. Eles têm formato cilíndrico e os alótropos ocos de carbono têm uma alta proporção de aspecto. Eles são amplamente utilizados em eletrodos transparentes condutores, condutividade elétrica, filmes de aquecimento condutivos, displays, nanodispositivos, supercapacitores, indústrias solares, baterias e outros. O MWCNT é altamente condutivo quando devidamente integrado em uma estrutura composta. A alta complexidade molecular do grafeno em nanotubos de carbono de paredes múltiplas aumenta a resistência à tração, tendo amplo uso em aplicações eletrônicas, energéticas e de polímeros projetados. Além disso, eles são fortificados em polímeros projetados, pois dissipam a eletricidade estática e aumentam a repelência à contaminação atmosférica. Também é usado na área de engenharia biomédica e é altamente pesquisado em métodos de biossensor e administração de medicamentos para monitoramento de saúde e tratamento de doenças.

Por análise de aplicação

Plásticos e Compósitos deterão a maior participação no mercado devido ao aumento da preferência do usuário final por polímeros projetados

Com base na aplicação, o mercado é segmentado em plásticos e compósitos, elétricos e eletrônicos, energia, entre outros. Plásticos e compósitos podem dominar o mercado durante o período de previsão devido à sua crescente aplicação de polímeros projetados nas indústrias automotiva e de construção. Aumentando compósitos o uso devido à sua propriedade leve provavelmente aumentará a demanda do mercado de polímeros. CNTs são materiais com propriedades químicas e físicas e, recentemente, muitos pesquisadores têm utilizado polímeros plásticos para a produção desses nanotubos. Quando esses nanotubos são incorporados em resinas epóxi para formar nanocompósitos, obtém-se redução do peso do produto e aumento da resistência.

O mercado de nanotubos de carbono de aplicações elétricas e eletrônicas pode testemunhar uma taxa de crescimento significativa durante o período de previsão. Oferece propriedades elétricas para a construção de dispositivos eletrônicos, como diodos e transistores de efeito de campo. Excelentes características optoeletrônicas e boas condutividades podem promover a demanda pelo segmento elétrico e eletrônico. A crescente importância da geração de energia através de fontes alternativas, como a energia eólica e solar, impulsionará a demanda do mercado de turbinas eólicas e células solares. Com o aumento da demanda por turbinas eólicas e células solares deverá impulsionar o crescimento deste mercado.

INFORMAÇÕES REGIONAIS

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Espera-se que o tamanho do mercado de nanotubos de carbono da Ásia-Pacífico, impulsionado pela China, Índia, Coreia do Sul e Japão, responda pela maior participação de mercado durante o período previsível. A disponibilidade da matéria-prima e o baixo custo de produção são os fatores que sustentam a demanda por nanomateriais de carbono no mercado chinês. Prevê-se que o aumento da procura pelas indústrias automóvel, aeroespacial, electrónica e de construção na China, Índia, Malásia e Japão aumente a procura de polímeros, contribuindo para o crescimento da indústria. O aumento dos gastos governamentais na produção de células solares com o aumento da produção de energia solar deverá aumentar o crescimento da indústria regional.

Projeta-se que o mercado norte-americano testemunhe uma taxa de crescimento significativa durante o período de previsão, já que a maioria dos fabricantes está baseada nesta região. Financiamento significativo para a pesquisa de polímeros e compósitos e a base de fabricação de alguns polímeros como PEI e PEEK, principalmente nos EUA, promoverão o crescimento da indústria nesta região. A crescente demanda pela fabricação de polímeros para melhorar as propriedades mecânicas, térmicas e elétricas do produto a granel impulsionará o crescimento regional. Além disso, as regulamentações impostas pelo governo para promover a energia verde provavelmente ajudarão o crescimento geral do mercado. Da mesma forma, os CNTs não foram incorporados nas diretrizes ambientais do governo canadense.

O mercado europeu pode testemunhar um crescimento substancial durante o período de previsão. A maioria dos países da Europa está a concentrar-se nos efeitos perigosos da CNT no ambiente e na saúde humana. Como resultado, a Comissão Europeia impôs regulamentações rigorosas em relação ao uso e produção de CNT, juntamente com uma ampla gama de pesquisas de pesquisa em nanotecnologia, desenvolvimento de mercado chave e inovações.

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Lista das principais empresas no mercado de nanotubos de carbono

Os fabricantes estão unindo forças com universidades na forma de colaboração para aumentar a participação no mercado e manter sua presença nos negócios

A participação no mercado global de nanotubos de carbono é concentrada e competitiva por natureza com os principais players do mercado, incluindo Arkema SA, Nanocyl, SHOWA DENKO K.K. e Nonoshell LLC. A maioria das empresas está formando estratégias na forma de parceria, colaboração, joint venture e desenvolvimento de novos produtos para aprimorar seu portfólio de produtos e expandir o alcance global de sua empresa. A baixa viabilidade comercial devido ao alto custo de fabricação provavelmente será uma razão preocupante para os participantes industriais. No entanto, a inclinação regulamentar para a promoção da nanotecnologia será o factor impulsionador para os fabricantes.

• Janeiro de 2019: A SABIC adquiriu uma participação majoritária na Black Diamond Structures (“BDS”), uma empresa de nanotecnologia. Esta aquisição expandirá este tipo de negócio de nanotubos para aplicações de armazenamento de energia usando íons de lítio e baterias de chumbo-ácido .

LISTA DAS PRINCIPAIS EMPRESAS PERFILADAS

• Arkema SA (França)


• Nanocyl SA (Bélgica)


• Nanoshell LLC (EUA)


• Soluções de carbono, Inc. (NÓS.)


• Hyperion Catalysis Internacional (EUA)


• SHOWA DENKO K. K. (Japão)


• Commodities Klean (Canadá)


• Corporação Cabot (EUA)


• OCSiAl (Luxemburgo)


• Nanotecnologias NoPo (Índia)


• Jiangsu Cnano Technology Co., Ltd.

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS DA INDÚSTRIA

• Outubro de 2023 : A Birla Carbon, fabricante e fornecedora global de aditivos de negro de fumo, adquiriu a Nanocyl SA, com sede na Bélgica, líder global em nanotubos de carbono de parede múltipla (MWCNT). A experiência em P&D, o portfólio de produtos e a experiência de mercado da Birla Carbon permitirão que os produtos da Nanocyl alcancem todo o seu potencial de crescimento.


• Março de 2021 - A Cabot Corporation lançou uma nova série de nanotubos de carbono ENERMAX 6. O produto é um CNT de alto desempenho com alta proporção e é comprovado como o produto CNT de paredes múltiplas mais condutivo do portfólio da Cabot.


• Abril de 2021 - LG Chem lançou uma fábrica de fabricação de nanotubos de carbono na Coréia. A empresa pretende atingir ativamente o crescente mercado de CNTs usados ​​como material para cátodos encontrados em baterias de veículos elétricos.


• Junho de 2021 - Johnson Matthey, uma empresa de tecnologia sustentável, em colaboração com o CPI, um centro independente de inovação tecnológica, e Thomas Swan, fabricantes independentes de produtos químicos do Reino Unido, para explorar como otimizar a tecnologia de baterias. O projeto ICE-Batt recebe apoio financeiro do Faraday Battery Challenge, gerido pela Innovate UK. A agência de inovação do Reino Unido provavelmente permitirá a investigação de como os CNTs e as nanoplacas de grafeno (GNPs) inovadores podem melhorar o desempenho da bateria.


• Abril de 2020 - A Cabot Corporation concluiu a aquisição da fabricante chinesa de nanotubos Shenzhen Sanshun Nano New Materials por US$ 115 milhões. Esta aquisição combinará os negócios da empresa na fabricação de nanoestruturas e negros de fumo para armazenamento de energia. O negócio será integrado ao segmento Performance Chemicals da Cabot.

COBERTURA DO RELATÓRIO

An Infographic Representation of Carbon Nanotubes (CNT) Market

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