Der globale Markt für intelligente Polymere wird voraussichtlich bis 2028 mit beeindruckender Geschwindigkeit wachsen. Intelligente Polymere und reaktionsfähige Materialien werden häufig verwendet, um neuartige intelligente Geräte, Sensoren und Aktuatoren zu entwickeln. Die Funktionen dieser Materialien beruhen auf ihrer Fähigkeit, auf externe Reize auf eine Weise zu reagieren, die leicht beobachtet werden kann. Die auslösenden Reize können physikalischer (Temperatur, Licht, elektrisches oder magnetisches Feld, mechanische Belastung usw.), chemischer (pH-Wert, Liganden usw.) oder biologischer (Enzyme usw.) Art sein, je nach dem untersuchten reaktionsfähigen Material. Das Design der meso- oder makroskopischen Anordnung der Bestandteile, wie sie bei Metamaterialien zu sehen ist, kann verwendet werden, um diese Reaktionsfähigkeit zu erreichen, oder es können reaktionsfähige Materialien selbst verwendet werden, deren Reaktionsfähigkeit sich aus der Chemie ergibt, die ihrer Mikrostruktur zugrunde liegt.
Ein reaktionsfähiges Material kann erstellt werden, wenn die Reaktionsfähigkeit auf molekularer Ebene gut geordnet ist und die Reaktion im Nanomaßstab kollektiv auf der Makroebene erkannt wird. Indem wir die wichtigsten Merkmale, Reaktionsmechanismen und Eigenschaften intelligenter Polymere hervorheben und eine mechanische Modellierungsperspektive sowohl auf molekularer als auch auf kontinuierlicher Ebene bieten, untersuchen wir in diesem Artikel das riesige Feld der reagierenden Polymere. Unser Ziel ist es, einen gründlichen Überblick über die wichtigsten Eigenschaften und Modellierungselemente der am häufigsten verwendeten intelligenten Polymere zu geben. Die quantitative mechanische Beschreibung aktiver Materialien ist für ihre Herstellung und Anwendung von entscheidender Bedeutung, da sie es ermöglicht, die Mikrostruktur der Materialien zu manipulieren, um bestimmte Funktionalitäten zu erreichen und hochmoderne Geräte zu konstruieren. Verschiedene Arten intelligenter Polymere sind thermoreaktive Polymere, die als Reaktion auf Temperaturänderungen einen reversiblen Phasenübergang durchlaufen können. Beispielsweise ist Poly(N-Isopropylacrylamid) (PNIPAAm) ein bekanntes thermoreaktives Polymer, das einen scharfen Übergang von einem hydrophilen in einen hydrophoben Zustand durchmacht, wenn die Temperatur über seine untere kritische Lösungstemperatur (LCST) erhöht wird. Dieser Übergang kann für verschiedene Anwendungen genutzt werden, wie etwa Arzneimittelverabreichung und Gewebezüchtung.
Kostengünstiger Ersatz für Metall
Technische Kunststoffe übertreffen traditionelle Metallstrukturen in vielerlei Hinsicht. Sowohl hinsichtlich der technischen als auch der wirtschaftlichen Entwicklung geht das Anwendungsspektrum dieser intelligenten Kunststofflösungen weit über den Automobilbau hinaus und eröffnet enormes Potenzial für die Solar-, Bau- und Wasserindustrie. Die elektrische Leitfähigkeit von Smart Polymers wird voraussichtlich ihre zunehmende Verwendung in Touchscreen-Displays, elektronischen Transistoren und Leuchtdioden unterstützen, was den Markt antreiben wird. Die Substanz weist eine hohe Weißlichtabsorptionsrate auf, was für die Herstellung von Photovoltaikzellen von Vorteil ist. Die Substanz wird auch zur Herstellung von Mikrochips verwendet, die ein notwendiger Bestandteil der meisten elektronischen Geräte sind. Unternehmen, die Materialien herstellen, haben begonnen, leitfähige Tinten herzustellen, mit denen Schaltkreise aus dem Material gedruckt und Strom geleitet werden. Infolgedessen sollte die Nachfrage nach dem Produkt im Prognosezeitraum aufgrund des Potenzials, das es dem Elektroniksektor bieten wird, steigen. Die intelligenten Polymere sind pH-reaktive Polymere, die als Reaktion auf pH-Änderungen eine reversible Änderung ihrer Eigenschaften erfahren können. Polyacrylsäure (PAA) ist beispielsweise ein pH-reaktives Polymer, das je nach pH-Wert der Umgebung anschwellen oder schrumpfen kann. Diese Eigenschaft kann für verschiedene Anwendungen genutzt werden, beispielsweise für die kontrollierte Freisetzung von Medikamenten und Sensoren. Diese Eigenschaft hilft beim Ersetzen von Metallen und kann auch Elemente erkennen, die den pH-Wert ändern können. Auch die Automobil- und Luftfahrtindustrie setzt intelligente Polymere in verschiedenen Anwendungen ein. Mit intelligenten Polymeren können selbstheilende Materialien entwickelt werden, die sich bei Beschädigung selbst reparieren können. Diese Eigenschaft kann die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit von Fahrzeugen und Flugzeugen verbessern und die Wartungskosten senken. Die Elektronikindustrie ist ein weiterer Sektor, der den Einsatz intelligenter Polymere in verschiedenen Anwendungen erforscht. Mit intelligenten Polymeren können Sensoren entwickelt werden, die bestimmte Reize wie Temperatur- oder Feuchtigkeitsänderungen erkennen und darauf mit einer Änderung ihrer physikalischen oder elektrischen Eigenschaften reagieren können. Diese Eigenschaft intelligenter Polymere hat zur Entwicklung mehrerer kommerzieller Produkte geführt, darunter Feuchtigkeits- und Temperatursensoren.
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Wachsender technologischer Fortschritt für nachhaltige Entwicklung
Intelligente Polymermaterialien haben Eigenschaften und Funktionen, die im Vergleich zu typischen Materialien entweder neuartig oder verbessert sind. Für ihre Anwendung ist eine außergewöhnliche Leistung unerlässlich. Eine Unterklasse hochentwickelter Materialien, die als intelligente Materialien bekannt sind, weist dynamische Eigenschaften als Reaktion auf äußere Reize auf. Die Entwicklung leistungsstarker funktionaler Nanomaterialien ist entscheidend, um die Entwicklung von Materialien zu ermöglichen und zu unterstützen, damit diese mit der außerordentlich schnellen technologischen Entwicklung Schritt halten können. Trotz der fantastischen Möglichkeiten, die intelligente Polymermaterialien bieten, haben sich Nachhaltigkeit und Zirkularität als Schlüsselfaktoren bei der Entwicklung neuer Materialien herausgestellt. Die Schwierigkeiten bei der Herstellung von Materialien mit verbesserten oder neuartigen Funktionen, die gleichzeitig erneuerbare Rohstoffe und zirkuläre Designprinzipien verwenden. Das Ziel dieser Sonderausgabe ist es, die neuesten Forschungsergebnisse auf dem sich schnell entwickelnden Gebiet der Polymermaterialien mit doppeltem Zweck und innovativen und nachhaltigen Eigenschaften vorzustellen. Beiträge zu solchen Materialien in vielen Anwendungsbereichen werden in der Ausgabe gesammelt, darunter nachhaltige intelligente Textilmaterialien, fortschrittliche Polymermaterialien für nachhaltige Energieanwendungen, biologisch abbaubare Verpackungsmaterialien mit intelligenten Funktionalitäten und nachhaltige fortschrittliche Materialien im Transportsektor.
Neueste Entwicklungen
- Im Jahr 2021 kündigten DSM Engineering Materials und Chroma Color Corporation eine Zusammenarbeit zur Entwicklung intelligenter Farbstoffe auf Polymerbasis für den Gesundheits- und Medizingerätemarkt an. Die Zusammenarbeit kombiniert DSMs Expertise im Bereich medizinischer Materialien mit der Farbstofftechnologie von Chroma Color, um hochwertige Farbstoffe auf Polymerbasis herzustellen.
- Im Jahr 2020 brachte Stratasys Ltd. eine Reihe intelligenter 3D-Druckmaterialien auf Polymerbasis namens „BioMimics“ auf den Markt. Diese Materialien ahmen die Eigenschaften menschlichen Gewebes nach und können zur Erstellung realistischer Modelle für medizinisches Training und Simulation verwendet werden. Die Materialien eignen sich auch für die Entwicklung und Prototypisierung medizinischer Geräte.
- Im Jahr 2020 brachte BASF SE ein neues intelligentes Polymerprodukt namens „Elastosense“ auf den Markt. Das Produkt ist ein leitfähiges Polymer, das Druck- und Temperaturänderungen erfassen kann, wodurch es sich für verschiedene Anwendungen wie die Automobil- und Unterhaltungselektronik eignet.
- Im Jahr 2019 brachte Derma Sciences Inc. eine Reihe intelligenter Wundauflagen auf Hydrogelbasis auf den Markt, die pH-reaktive Polymere verwenden, um eine feuchte Wundheilungsumgebung zu schaffen.
- Im Jahr 2019 brachte Menicon Co. Ltd. eine Reihe intelligenter Kontaktlinsen auf Polymerbasis auf den Markt, die reizreaktive Materialien verwenden, um als Reaktion auf Augenbewegungen ihre Form zu ändern.
Der globale Markt für intelligente Polymere ist nach Typ und Endverwendung segmentiert. Basierend auf dem Typ ist der Markt in physikalische Reize reagierende Polymere, chemische Reize reagierende Polymere und biologische Reize reagierende Polymere unterteilt. Basierend auf der Endnutzung ist der Markt segmentiert in Biomedizin und Biotechnologie, Textil, Elektrik und Elektronik, Automobil und Sonstiges.
BASF SE, The Lubrizol Corporation, The DOW Chemical Company, Evonik Industries AG, Merck Group, Covestro AG, Huntsman International LLC., Autonomic Materials Inc., Saudi Arabia Basic Industries Corporation (SABIC) und Nippon Shokubai Co. Ltd sind wichtige Marktteilnehmer.
| Attribut | Details |
| Basisjahr | 2022 |
| Historische Daten | 2018–2021 |
| Geschätztes Jahr | 2023 |
| Prognosezeitraum | 2024 – 2028 |
| Quantitative Einheiten | Umsatz in Millionen USD, Volumen in Tonnen und CAGR für 2018–2022 und 2023–2028 |
| Berichtsumfang | Umsatzprognose, Volumenprognose, Unternehmensanteil, Wettbewerbsumfeld, Wachstumsfaktoren und Trends |
| Abgedeckte Segmente | · Typ · Endverwendung |
| Regionaler Umfang | Nordamerika; Europa; Asien-Pazifik; Südamerika; Naher Osten und Afrika |
| Länderumfang | USA, Kanada, Mexiko; China, Indien, Japan, Südkorea, Australien; Deutschland, Frankreich, Vereinigtes Königreich, Italien, Spanien; Brasilien, Argentinien, Kolumbien; Südafrika, Vereinigte Arabische Emirate, Saudi-Arabien, Türkei und Ägypten. |
| Profilierte wichtige Unternehmen | BASF SE, The Lubrizol Corporation, The DOW Chemical Company, Evonik Industries AG, Merck Group, Covestro AG, Huntsman International LLC., Autonomic Materials Inc., Saudi Arabia Basic Industries Corporation (SABIC) und Nippon Shokubai Co. Ltd |
| Umfang der Anpassung | 10 % kostenlose Berichtsanpassung beim Kauf. Ergänzung oder Änderung der Länder-, Regional- und Segmentumfang. |
| Preise und Kaufoptionen | Nutzen Sie individuelle Kaufoptionen, um genau Ihren Forschungsanforderungen gerecht zu werden. Kaufoptionen erkunden |
| Lieferformat | PDF und Excel per E-Mail (Auf besonderen Wunsch können wir auch die bearbeitbare Version des Berichts im PPT-/Word-Format bereitstellen) |
