金纳米棒市场 - 全球行业规模、份额、趋势、机遇和预测，按类型细分（900nm 以下的 LSPR、900nm 以上的 LSPR）、按最终用户细分（医疗保健和制药、电子和半导体、化学和材料科学、其他）、按地区和竞争，2019-2029F

市场概览

2023 年全球金纳米棒市场价值为 1.1235 亿美元，预计在预测期内将稳步增长，到 2029 年的复合年增长率为 16.45%。金纳米棒是由排列成棒状的金原子组成的微小结构，直径通常在 1 到 100 纳米之间，长度通常是其直径的几倍。这些纳米棒具有独特的光学特性，这归因于它们的大小和形状，特别是在电磁波谱的可见光和近红外区域。它们是使用精确的化学技术合成的，以实现具有特定尺寸的细长形状，这些尺寸会影响它们的独特特性。值得注意的是，它们在可见光至近红外范围内表现出强烈的表面等离子体共振 (SPR)，使其在成像、传感和治疗等光学应用中具有重要价值。

表面改性使金纳米棒能够定制以增强生物相容性和生物医学领域的靶向递送，确保在各种生物环境中的稳定性。它们的化学稳定性和抗氧化性进一步提高了实际应用中的可靠性。金纳米棒因其吸收和散射近红外范围内的光的能力而被广泛研究用于癌症治疗、诊断和成像等生物医学用途，非常适合光热疗法等技术。

在生物传感平台中，它们的高表面积与体积比和易于用生物分子功能化的特性使生物标志物和病原体的灵敏检测成为可能。在催化作用中，它们独特的形状和表面特性有助于提高包括氧化和氢化过程在内的反应中的催化活性。纳米制造技术和表面化学的进步继续扩大其潜在应用。

尽管有关安全和环境影响的监管考虑带来了挑战，但金纳米棒市场仍然是小众市场，但在各个行业都显示出良好的增长前景。持续的研究、技术进步和战略合作伙伴关系将成为推动可预见的未来市场扩张的关键。

关键市场驱动因素

增加生物医学应用的研发

增加针对生物医学应用的研发 (R&D) 投资是推动全球金纳米棒市场增长的关键。这些投资为创新疗法、增强诊断工具和新型生物医学解决方案铺平了道路，以应对关键的医疗保健挑战。金纳米棒具有独特的特性，例如它们能够将光转化为热（用于光热疗法），研究人员正在利用这些特性开发先进的癌症治疗方法，选择性地针对癌细胞，同时最大限度地减少对健康组织的损害。慕尼黑工业大学 (TUM) 的研究人员开发了一种突破性的微型机器人，名为 TACSI（热激活细胞信号成像），他们声称这是同类产品中的首创。这种新设计的微型机器人系统发表在《先进医疗材料》杂志上，呈圆形，非常薄——大约是人类头发直径的一半。这些微型机器人由金纳米棒和荧光发光染料制成，封装在源自藻类的生物材料中，目前用于体外应用。开发人员设想了潜在的创新治疗方法，包括利用这种微型机器人技术将药物靶向输送到单个细胞。此外，可以对金纳米棒进行修改，以有效地将药物或治疗剂输送到体内的特定部位。

金纳米棒表现出强大的光学特性，特别是在近红外 (NIR) 范围内，使其在成像应用中很有价值。它们增强了光声成像和光学相干断层扫描等成像技术的对比度，改善了组织可视化并实现了早期疾病检测。大量研发工作致力于确保金纳米棒在生物医学领域的生物相容性和安全性。这包括研究它们与生物系统的相互作用、评估潜在的毒性风险，以及开发增强其稳定性和与活组织相容性的方法。

2024 年 5 月，专门从事生物制药制造先进传感器技术的公司 ArgusEye 宣布成功完成新一轮融资，筹集资金约 280 万欧元。Voima Ventures 领投了此轮融资，Eir Ventures 也参与了联合领投，后者继续提供之前种子轮投资的支持。这笔资金注入加速了 ArgusEye 革新新型生物药物开发和生产的努力。研发计划专注于探索监管途径，以确保基于金纳米棒的生物医学产品获得批准和商业化。这些全面的努力凸显了持续研发在推动金纳米棒在各个生物医学领域的应用和市场扩张方面的关键作用。

医疗支出

医疗支出在推动全球纳米棒市场方面发挥着至关重要的作用，它通过诊断、成像、药物输送和治疗中的纳米技术应用来促进创新、推进技术并解决医疗保健挑战。全球医疗支出的增加刺激了对先进医疗技术和治疗的需求。纳米棒，尤其是金纳米棒，由于其独特的特性，正在引领医学诊断、成像和治疗领域的创新。

根据卫生指标与评估研究所的一份报告，2021 年美国的人均医疗支出平均为 13,000 美元，预计到 2050 年将增至 20,200 美元。医疗支出的这种上升趋势凸显了人们对管理癌症、心血管疾病和神经系统疾病等慢性疾病的日益关注。人们正在研究纳米棒在靶向药物输送、增强成像能力和治疗应用方面的潜力，以满足有效慢性病管理的需求。

医疗支出也促进了精准医疗战略的发展和采用，强调个性化治疗方法。纳米棒能够在分子和细胞水平上精确定位治疗和诊断，从而支持精准医疗计划的进步。

全球人口老龄化对医疗保健系统提出了更高的要求，导致对医疗保健服务和技术的投资增加。纳米棒为与年龄相关的疾病和状况提供了有希望的解决方案，进一步推动了它们的采用和市场扩张。

主要市场挑战

生产成本高

高生产成本对全球金纳米棒市场构成了重大挑战。这些成本源于复杂的合成过程和生产所需的昂贵原材料。因此，对于需要大量或广泛使用的应用，金纳米棒可能负担不起。此外，与以较低价格提供类似功能的替代材料或技术相比，金纳米棒的高生产成本阻碍了其竞争力。这一挑战限制了它们在各个行业的市场渗透。

将生产从实验室规模扩大到商业规模需要对设备、设施和流程优化进行大量投资。扩大规模所需的初始高投资尤其会阻碍小公司或初创公司进入市场。此外，生产所需的大量资源可能会将资金从专注于探索新应用或提高金纳米棒性能的研发工作中转移出去。因此，创新可能会放缓，限制新市场机会的出现。

技术限制

金纳米棒的合成涉及复杂的过程，需要精确控制温度、pH 值和反应时间等因素。这些参数的变化会导致生产过程中纳米棒的尺寸、形状和性质不一致。确保金纳米棒的尺寸和形状分布均匀对于其在生物医学诊断和治疗输送等应用中的性能至关重要。保持这种一致性的技术挑战会影响纳米棒的可重复性和可靠性。例如，种子介导生长方法的偏差可能会导致尺寸变化，从而影响其光学性质和靶向治疗的有效性。

金纳米棒易受 pH 值变化、温度波动和光照等环境影响，因此需要采取措施确保其在不同条件下的稳定性。这种稳定性对于它们在各个领域的实际应用至关重要。

用分子或生物分子对金纳米棒的表面进行功能化对于特定的生物医学用途至关重要。然而，在实现有效和稳定的功能化的同时保留纳米棒的固有特性存在挑战。例如，将靶向配体附着到纳米棒表面以精确靶向癌细胞需要强大的化学键合技术，而不会损害其光学或治疗特性。

将金纳米棒集成到实际设备或系统中通常需要解决与现有技术和材料的兼容性问题。技术考虑包括确保纳米棒在设备组件内的稳定性，并优化其与生物系统的相互作用。例如，将纳米棒整合到生物传感器中需要克服与传感器基板的兼容性挑战并改进信号检测机制。

主要市场趋势

电子领域的新兴应用

金纳米棒表现出强大的等离子体特性，这在光学传感器和光电探测器中很有价值。例如，研究人员已经设计出使用金纳米棒的高灵敏度光学传感器，可以精确而准确地检测特定分子或气体。这些传感器利用纳米棒在纳米尺度上与光相互作用的能力，在环境监测和生物医学诊断等领域实现精确检测和分析。

金纳米棒还因其在触摸屏、显示器和太阳能电池中使用的透明导电膜中的潜力而受到研究。它们的导电性和光学透明度使它们成为氧化铟锡 (ITO) 等传统材料的可行替代品。通过将金纳米棒加入这些薄膜中，制造商可以提高导电性，同时保持高光学透明度，这对于需要两种功能的应用至关重要。来自中国的研究人员开发了一种柔性红外超材料吸收器，使用分散在液晶 (LC) 中的金纳米棒，放置在金膜上。他们对其总吸收能力进行了理论分析，并于 2024 年在《科学报告》杂志上发表了他们的研究成果。这种超材料吸收器具有灵活性、全向吸收、宽带能力和可调性等关键特性，表明其在先进智能超材料设备中具有潜在的应用潜力。

金纳米棒与柔性和印刷电子产品的制造工艺兼容，便于集成到可穿戴设备、智能纺织品和柔性显示器中。它们的灵活性和坚固性使其成为要求保形和可弯曲电子产品的应用的理想选择。制造商正在积极探索可扩展的技术，将金纳米棒打印或沉积到柔性基板上，扩大其在消费电子产品和物联网设备中的应用。

在《国家科学评论》最近发表的一篇文章中，研究人员详细介绍了一项通过热载流子传输动态和可逆地控制表面等离子体的研究。这项研究将金属纳米等离子体的快速响应与半导体的光电调制能力相结合。通过光学激发热电子，该研究可以操纵金内的电荷密度并调整纳米间隙的电导率，从而实现等离子体共振的超快和可逆切换。这一进展代表了纳米光子芯片中光电开关的重要原型。人们越来越关注旨在改进金纳米棒的合成、功能化和集成到电子设备中的研发计划。这包括探索新的制造方法、增强材料性能以及建立适用于广泛商业应用的可扩展制造工艺。

细分洞察

类型洞察

根据类型，900nm 以下的 LSPR 成为全球金纳米棒市场的主导细分市场

最终用户洞察

根据最终用户，医疗保健和制药细分市场在 2023 年成为全球金纳米棒市场的主导。金纳米棒独特的光学、热学和生物相容性特性使其成为医疗保健领域推进诊断、治疗和药物输送系统的多功能工具。它们改善治疗效果和患者护理的潜力是它们在这些关键领域发挥突出作用的关键驱动因素。金纳米棒可以用各种分子定制，例如药物或靶向配体，从而实现对特定细胞或组织的精确和有针对性的递送。它们的生物相容性和渗透细胞膜的能力使它们成为治疗剂的有前途的载体。这种靶向药物输送方法可降低全身毒性并增强治疗效果。正在进行的研究和开发工作重点是改进金纳米棒的合成、功能化和生物医学应用。这包括增强其稳定性、增强靶向能力和探索新的治疗应用。该领域的持续创新推动了它们在医疗保健和制药行业的实用性的扩展。

区域见解

根据地区，北美在 2023 年成为全球金纳米棒市场的主导地区。这可以归因于先进的技术专长、强大的医疗保健基础设施、支持性的监管框架、强劲的市场需求以及广泛的研发工作。北美是技术创新和研究中心，特别是在生物技术、医疗保健和纳米技术领域。这种环境促进了金纳米棒在各个行业的合成、应用和商业化方面取得重大进展。该地区受益于先进的医疗保健基础设施和强大的制药行业，其中金纳米棒在药物输送系统、诊断和治疗等生物医学应用中发挥着至关重要的作用。

最新发展

• 2024 年 6 月，Sona Nanotech 公布了最近对黑色素瘤进行的临床前研究中进行的生物标志物分析的结果。研究结果表明，他们的靶向热疗 (THT) 利用金纳米棒向肿瘤传递局部热量，不仅可以有效减少现有肿瘤，而且还有可能在特定条件下激活免疫系统。这种免疫激活可能在防止新肿瘤形成方面发挥作用。
• 2024 年，韩国科学技术高等研究院 (KAIST) 的科学家使用金纳米棒开发了一种新型薄膜涂层，可以被动地利用阳光融化冰。吸收阳光并产生热量的金纳米棒是这项技术的活性成分。通过一种专门的制造技术，研究人员将纳米棒排列成薄膜内的环，大大提高了其除冰表面的能力。他们的研究成果发表在《自然通讯》杂志上。
• 2024 年 3 月，ArgusEye 在传感器平台上推出了他们的第一款产品 Auga。这些传感器涂有金，可对精确的光频率作出反应，使金以已知的速率振动。配体通常存在于血液中，它们通过与铁结合来帮助氧气输送，这些传感器上附着有配体。由于它们对结合物质和金属具有独特的亲和力，当这些配体捕获蛋白质时，它会改变底层金的质量和振动。这种改变是可检测到的，并可实时洞察批次组成。 

主要市场参与者

• American Elements
• CD Bioparticles, Inc
• Cytodiagnostics Inc.
• Strem Chemicals, Inc.
• Merck KGaA
• Nanoshel LLC
• NanoComposix
• Sona Nanotech Inc.
• Nanowerk LLC
• 北京大康纳米科技有限公司