Globale Marktgröße für 2D-Materialien nach Material (Graphen, hexagonales Bornitrid), nach Endverbraucher (Elektronik, Energiespeicherung), nach geografischem Umfang und Prognose

Marktgröße und Prognose für 2D-Materialien

Der Markt für 2D-Materialien wurde im Jahr 2024 auf 1,32 Milliarden USD geschätzt und soll bis 2031 voraussichtlich 6,23 Milliarden USD erreichen und von 2024 bis 2031 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 21,38 % wachsen.

• Zweidimensionale (2D) Materialien sind eine faszinierende Familie von Verbindungen, die aus einer einzigen Atomschicht bestehen. Im Gegensatz zu herkömmlichen dreidimensionalen Materialien wie Metallen oder Kunststoffen haben 2D-Materialien aufgrund ihrer verringerten Dimensionalität außergewöhnliche Eigenschaften. Graphen, eine einzelne Schicht aus Kohlenstoffatomen, die in einem hexagonalen Gitter angeordnet sind, ist eines der bekanntesten Beispiele. Neben Graphen haben auch andere 2D-Materialien wie Übergangsmetalldichalkogenide (TMDs) und schwarzer Phosphor große Aufmerksamkeit erhalten.
• 2D-Materialien haben ein breites Anwendungsspektrum, darunter Elektronik, Photonik, Energiespeicherung und Gesundheitswesen. Die bemerkenswerte elektrische Leitfähigkeit von Graphen macht es zu einem attraktiven Kandidaten für transparente leitfähige Beschichtungen, flexible Elektronik und Hochgeschwindigkeitstransistoren. Im Gegensatz dazu haben TMDs halbleitende Eigenschaften, die sie für Transistoren, Leuchtdioden (LEDs) und Fotodetektoren geeignet machen. Darüber hinaus werden 2D-Materialien auf ihre mögliche Verwendung in Energiespeichergeräten wie Batterien und Superkondensatoren untersucht, wo ihre große Oberfläche und mechanische Flexibilität Vorteile gegenüber herkömmlichen Materialien bieten.
• Einer der herausragendsten Vorteile von 2D-Materialien sind ihre hervorragenden mechanischen, elektrischen und optischen Eigenschaften. Graphen beispielsweise ist das dünnste bekannte Material und bleibt dabei extrem stark, flexibel und leicht. Seine elektrische Leitfähigkeit übertrifft die von Kupfer und seine optische Transparenz macht es zu einem idealen Material für Touchscreens und Solarzellen. Darüber hinaus ermöglicht die atomar dünne Struktur von 2D-Materialien eine genaue Kontrolle ihrer Eigenschaften, was zu personalisierten Designs für spezifische Anwendungen führt.
• Ein weiterer Vorteil von 2D-Materialien ist ihre Fähigkeit, sich in bestehende Herstellungsprozesse zu integrieren. Graphen beispielsweise kann mithilfe von Verfahren wie der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) synthetisiert und auf eine Vielzahl von Substraten aufgebracht werden, wodurch es für typische Halbleiterherstellungsverfahren geeignet ist. Diese Interoperabilität eröffnet die Möglichkeit, 2D-Materialien in elektrische Geräte der nächsten Generation einzubetten, ohne dass eine umfangreiche Überarbeitung der vorhandenen Fertigungsinfrastruktur erforderlich ist.

Globale Marktdynamik für 2D-Materialien

Zu den wichtigsten Marktdynamiken, die den globalen Markt für 2D-Materialien prägen, gehören

Wichtige Markttreiber

• Wachsende Forschung und EntwicklungGroße Industrien und Regierungen investieren in Forschung und Entwicklung, um das Einsatzspektrum für 2D-Materialien zu erweitern und gleichzeitig Skalierbarkeit und Kosteneffizienz zu verbessern. Fortschritte in der Fertigungstechnologie stellen eine Herausforderung für die Produktion von 2D-Materialien dar, da diese mit hohen Herstellungskosten und Einschränkungen verbunden sind. Die Nachfrage nach 2D-Materialien in einer Vielzahl von Anwendungen, darunter Elektronik, Energiespeicherung und Gesundheitswesen, treibt den Markt voran. Der asiatisch-pazifische Raum tätigt große Investitionen in Sektoren, was das Wachstum von 2D-Materialien ankurbelt. Regierungen legen zunehmend Wert auf umweltfreundliche Normen und schadstofffreie Vorschriften, was voraussichtlich die Nachfrage nach 2D-Materialien in zahlreichen Anwendungen sowie in einer breiten Palette von Sektoren steigern wird. 2D-Materialien in der Fertigung wie Energiespeicherung, biomedizinische Technologien, Elektronik, Verbundwerkstoffe und Beschichtungen sowie Abwasserbehandlung treiben das Wachstum des 2D-Materialmarktes voran.
• Technologischer Fortschritt Der wachsende 2D-Materialmarkt wird durch technologische Fortschritte und die Nachfrage nach kleineren elektrischen Geräten angetrieben. Ultradünne Atomschichten sind für die Herstellung elektrischer Elemente wie Transistoren unerlässlich. Mit einer wachsenden Nachfrage nach miniaturisierter Elektronik und flexibler Technologie gewinnt der 2D-Materialmarkt an Fahrt. Der Aufstieg des Internets der Dinge und der Trend zu tragbaren Geräten gewinnen an Bedeutung und schaffen erhebliche Wachstumschancen. Da die Nanotechnologie voranschreitet und der Bedarf an qualitativ hochwertigeren elektronischen Waren wächst, wird der Markt für 2D-Materialien davon profitieren.
• Nachhaltigkeit und Umweltbelange Da 2D-Materialien robust, leicht und energieeffizient sind, können sie möglicherweise bei Umweltproblemen helfen. Beispielsweise werden Materialien auf Graphenbasis auf ihren Einsatz in erneuerbaren Energien, der Beseitigung von Umweltverschmutzung und der Wasseraufbereitung untersucht. In diesen Bereichen wird erwartet, dass die zunehmende Betonung von Umweltschutz und Nachhaltigkeit die Nachfrage nach 2D-Materialien ankurbeln wird.
• Neue Möglichkeiten für biomedizinische Anwendungen Zweidimensionale Materialien werden für eine Vielzahl biomedizinischer Anwendungen erforscht, darunter Gewebezüchtung, Biosensorik und Arzneimittelverabreichung. Aufgrund seiner Biokompatibilität und seiner Fähigkeit, medizinische Verbindungen durch Zellmembranen zu übertragen, hat sich Graphen beispielsweise als vielversprechend für Arzneimittelverabreichungssysteme erwiesen. Die Nachfrage nach 2D-Materialien in biologischen Anwendungen dürfte mit der Weiterentwicklung dieses Forschungsgebiets steigen.

Wichtige Herausforderungen

• Hohe Materialkosten Die Kosten für die Herstellung von 2D-Materialien sind hoch und der Maßstab des Herstellungsprozesses ist begrenzt. Darüber hinaus behindern Standardisierung und Beschränkungen die Expansion des Marktes für 2D-Materialien. In einem solchen Fall stehen zusätzliche neuartige Materialien in der 2D-Materialbranche vor Herausforderungen. Materialien wie Quantenpunkte und Kohlenstoffnanoröhren begrenzen die Expansion des Marktes für 2D-Materialien, während Materialien im Technologiesektor mit Konkurrenz konfrontiert sind. Umweltprobleme und technologische Fortschritte stellen Schwierigkeiten für den Markt für 2D-Materialien dar, mit spezifischen Auswirkungen auf eine Vielzahl von Anwendungen. Die Entsorgung von 2D-Materialien wirkt sich auf die Umwelt aus
• Hohe Preise Im Vergleich zu herkömmlicher Zahnseide sind Mundduschen in der Regel teurer, insbesondere bei Modellen mit erweiterten Funktionen. Diese Kostenunterschiede können preisbewusste Verbraucher davon abhalten, in Mundduschen zu investieren, und so das Marktwachstum einschränken. Um diese Herausforderung zu bewältigen, müssen Hersteller ihr Produktangebot diversifizieren, um eine breitere Preisspanne abzudecken und Verbrauchern aus verschiedenen Einkommensklassen eine Zugänglichkeit zu bieten. Indem Hersteller günstigere Optionen anbieten, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen, können sie die Kostenbarriere verringern und eine stärkere Nutzung von Mundduschen bei preisbewussten Bevölkerungsgruppen fördern.
• Skalierbarkeit und KonsistenzDie Skalierbarkeit und Konsistenz bei der Produktion von 2D-Materialien bleibt eine erhebliche Herausforderung und behindert ihre nahtlose Integration in industrielle Prozesse. Die Aufrechterhaltung einer einheitlichen Qualität über große Mengen hinweg erweist sich als schwierig, was ihre breite Einführung behindert. Die Inkonsistenz in der Produktion stellt ein Hindernis für die Nutzung des vollen Potenzials dieser Materialien in verschiedenen Anwendungen dar
• Mangelnde StandardisierungDarüber hinaus verschärft der Mangel an Standardisierung bei der Entwicklung von 2D-Materialien das Problem, da jedes Material einzigartige Herstellungsverfahren erfordert. Dieses Fehlen eines universellen Ansatzes macht es schwierig, Best Practices und regulatorische Rahmenbedingungen zu etablieren, was die Weiterentwicklung und Einführung von 2D-Materialien in industriellen Umgebungen weiter behindert. Darüber hinaus erhöht die Konkurrenz durch etablierte Materialien wie Silizium und Kohlenstoffnanoröhren den Druck auf 2D-Materialien, signifikante Vorteile nachzuweisen, um den Übergang zu rechtfertigen, wodurch ein komplexes Umfeld für ihre Integration in bestehende Unternehmen entsteht.

Wichtige Trends

• Aufkommen von Produkten auf Basis von 2D-Materialien Mit fortschreitenden Produktionstechniken und zunehmenden Kommerzialisierungsbemühungen kommen immer mehr Produkte auf Basis von 2D-Materialien auf den Markt. Zu diesen Gütern gehören Verbrauchergeräte und Wearables sowie Industriebeschichtungen und biomedizinische Geräte. Unternehmen nutzen die einzigartigen Eigenschaften von 2D-Materialien, um neue Lösungen für spezifische Marktbedürfnisse und -schwierigkeiten zu entwickeln. Da die Produktionskosten sinken und die Skalierbarkeit zunimmt, wird die Verwendung von Produkten auf Basis von 2D-Materialien voraussichtlich branchenübergreifend zunehmen und die zukünftige Marktexpansion vorantreiben.
• Integration mit bestehenden Technologien Da unser Verständnis von 2D-Materialien besser wird und Produktionstechniken skalierbarer werden, gibt es einen wachsenden Trend, diese Materialien in aktuelle Technologien und Herstellungsprozesse zu integrieren. Diese Integration wird durch die Notwendigkeit motiviert, die Leistung und Nützlichkeit bestehender Geräte und Systeme zu verbessern. Beispielsweise kann die Zugabe von Graphen zu Lithium-Ionen-Batterien deren Energiedichte und Lebensdauer erhöhen, während die Einbindung von graphenbasierten Verbundwerkstoffen in Strukturmaterialien die mechanische Festigkeit und Leitfähigkeit steigern kann.
• Diversifizierung der Anwendungen 2D-Materialien finden in einer Vielzahl von Branchen Verwendung, darunter Elektronik, Energiespeicherung, Gesundheitswesen, Luft- und Raumfahrt und Automobil. Graphen, das bekannteste 2D-Material, wird aufgrund seiner bemerkenswerten elektrischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften untersucht, die es ideal für Anwendungen wie flexible Elektronik, leitfähige Beschichtungen und Verbundwerkstoffe machen. Andere 2D-Materialien wie Übergangsmetalldichalkogenide (TMDs) und hexagonales Bornitrid (h-BN) gewinnen aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften und Anwendungen in der Optoelektronik, Sensorik und Katalyse an Popularität.
• Gemeinsame Forschungsinitiativen Die Zusammenarbeit zwischen Hochschulen, der Industrie und staatlichen Organisationen fördert Forschungs- und Entwicklungsinitiativen, die darauf abzielen, das volle Potenzial von 2D-Materialien auszuschöpfen. Öffentlich-private Partnerschaften, Forschungskonsortien und staatliche Finanzierungsprogramme treiben gemeinsame Projekte voran, die darauf abzielen, das grundlegende Verständnis zu verbessern, Materialsynthesetechniken zu verfeinern und die Kommerzialisierungsbemühungen in der 2D-Materialindustrie zu beschleunigen.

Regionale Analyse des globalen Marktes für 2D-Materialien

Hier ist eine detailliertere regionale Analyse des globalen Marktes für 2D-Materialien Markt

Nordamerika

• Die Dominanz des nordamerikanischen Marktes für 2D-Materialien wird durch mehrere Schlüsselfaktoren vorangetrieben, die gemeinsam zu seiner robusten Wachstumskurve beitragen. Erstens unterstreicht die Präsenz mehrerer führender Hersteller in der Region ihre Position als Drehscheibe für Innovation und Produktion im Bereich der 2D-Materialien. Diese Hersteller profitieren von einem reichhaltigen Ökosystem aus Forschungseinrichtungen, qualifizierten Arbeitskräften und fortschrittlicher Infrastruktur, was es ihnen ermöglicht, die Produktion effizient zu entwickeln und zu steigern, um die Marktnachfrage zu erfüllen.
• Die steigenden Produktionsmengen im Automobilbereich stärken die Nachfrage nach 2D-Materialien in Nordamerika weiter. Da die Automobilindustrie zunehmend fortschrittliche Materialien zur Verbesserung von Leistung, Effizienz und Nachhaltigkeit einsetzt, wird die Anwendung von 2D-Materialien in Komponenten wie Leichtbauverbundwerkstoffen, Sensoren und Energiespeichersystemen immer attraktiver. Dieser Trend wird voraussichtlich die Marktnachfrage nach 2D-Materialien für verschiedene Automobilanwendungen weiter ankurbeln und Nordamerikas Position als wichtiger Marktteilnehmer stärken.
• Darüber hinaus bieten günstige staatliche Vorschriften und erhöhte Investitionen sowohl privater als auch staatlicher Organisationen ein förderliches Umfeld für das Wachstum des US-amerikanischen 2D-Materialmarkts. Regulatorische Unterstützung und Finanzierungsinitiativen zur Förderung der Forschung, Entwicklung und Kommerzialisierung fortschrittlicher Materialien fördern Innovation und Investitionen in diesem Sektor. Infolgedessen ist Nordamerika weiterhin auf ein nachhaltiges Wachstum des 2D-Materialmarkts vorbereitet, mit reichlich Gelegenheiten für Hersteller und Interessengruppen, von den Stärken und der Marktdynamik der Region zu profitieren.

Asien-Pazifik

• Die Region Asien-Pazifik wird im Prognosezeitraum den globalen 2D-Materialmarkt in Bezug auf Umsatz und Ertrag anführen, was auf mehrere Schlüsselfaktoren zurückzuführen ist. Erstens beherbergt die Region einige der größten und am schnellsten wachsenden Volkswirtschaften der Welt, darunter China, Indien, Japan und Südkorea. Diese Länder verzeichnen ein signifikantes Wachstum in Branchen wie der Elektronik-, Automobil- und Energiebranche, die allesamt große Verbraucher von 2D-Materialien sind. Der expandierende Fertigungssektor, insbesondere in den Bereichen Elektronik und Automobil, treibt die Nachfrage nach fortschrittlichen Materialien wie 2D-Materialien zur Verbesserung der Produktleistung und -effizienz voran.
• Darüber hinaus profitiert der asiatisch-pazifische Raum von einem robusten Ökosystem für Forschung und Entwicklung in den Bereichen Materialwissenschaft und Nanotechnologie. Führende Universitäten, Forschungseinrichtungen und staatlich geförderte Initiativen in Ländern wie Japan und Südkorea treiben Innovationen bei 2D-Materialien voran und fördern die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie. Diese starke Forschungsinfrastruktur positioniert die Region als Drehscheibe für die Entwicklung und Vermarktung neuer 2D-Materialien und -Technologien.

Globaler Markt für 2D-MaterialienSegmentierungsanalyse

Der Markt für 2D-Materialien ist segmentiert auf der Grundlage von Material, Endnutzer und Geografie.

Markt für 2D-Materialien, nach Material

• Graphen
• Hexagonales Bornitrid (HBN)
• Übergangsmetalldichalkogenide (TMDs)
• Mxene

Basierend auf dem Material ist der Markt in Graphen, Hexagonales Bornitrid (HBN), Übergangsmetalldichalkogenide (TMDs) und Mxene unterteilt. Graphen ist das am besten untersuchte und kommerziell erhältliche 2D-Material, das aufgrund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit, mechanischen Belastbarkeit und Transparenz verwendet wird. Seine Verwendungen umfassen Transistoren, transparente Elektroden, und Verbundwerkstoffe. Übergangsmetalldichalkogenide (TMDCs) wie Molybdändisulfid (MoS2) und Wolframdisulfid (WS2) haben spezifische optische und elektrische Eigenschaften, die sie ideal für Fotodetektoren, LEDs und Transistoren machen. Hexagonales Bornitrid (h-BN), bekannt für seine isolierenden Eigenschaften und gute Wärmeleitfähigkeit, wird in elektrischen Geräten zur Wärmeregulierung und als Substrat für die Entwicklung anderer 2D-Materialien verwendet.

Markt für 2D-Materialien, nach Endverbraucher

• Elektronik
• Energiespeicherung
• Verbundwerkstoffe
• Biomedizinische Anwendungen

Basierend auf dem Endverbraucher ist der Markt in Elektronik, Energiespeicherung, Verbundwerkstoffe und biomedizinische Anwendungen fragmentiert. Energiespeicherung ist ein wichtiger Bereich, in dem 2D-Materialien vielversprechend für Batterien und Superkondensatoren der nächsten Generation sind, da sie schnellere Ladezeiten und eine höhere Energiedichte versprechen. Darüber hinaus verbessern diese Materialien in Verbundwerkstoffen und Beschichtungen Eigenschaften wie Festigkeit und Leitfähigkeit und finden Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Bauindustrie. Auch biomedizinische Anwendungen gewinnen an Bedeutung und nutzen die Biokompatibilität von 2D-Materialien für die Arzneimittelverabreichung und das Tissue Engineering. Über diese Sektoren hinaus zeigen 2D-Materialien Potenzial in Bereichen wie Wasseraufbereitung, Katalyse und Umweltsanierung, was auf ihr weit verbreitetes disruptives Potenzial in verschiedenen Branchen hindeutet

Markt für 2D-Materialien nach Geografie

• Nordamerika
• Europa
• Asien-Pazifik
• Rest der Welt

Auf der Grundlage der regionalen Analyse wird der globale Markt für 2D-Materialien in Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik und den Rest der Welt unterteilt. Die Region Nordamerika hat schätzungsweise einen erheblichen Anteil am 2D-Material. Ab 2022 hat sich Nordamerika mit dem größten Anteil als dominierender Akteur auf dem Markt herausgestellt. Diese Position kann auf mehrere Faktoren zurückgeführt werden, darunter das Vorhandensein robuster Forschungseinrichtungen, florierende Branchen wie Luft- und Raumfahrt und Energie sowie erhebliche staatliche Unterstützung. Diese Elemente fördern gemeinsam ein Umfeld, das Innovation und Entwicklung fördert, wodurch Nordamerika seine Führungsposition auf dem Markt für 2D-Materialien behaupten kann.

Wichtige Akteure

Der Studienbericht „Globaler Markt für 2D-Materialien“ bietet wertvolle Einblicke mit Schwerpunkt auf dem globalen Markt. Die wichtigsten Akteure auf dem Markt sind NanoXplore Inc., Cabot CorporationXG Sciences Inc., GrapheneaHaydale, GraphenIndustries, Versarien2D-TechAmerican ElementsACS Material LLC, Thomas Swan & Co. Ltd.

Unsere Marktanalyse umfasst auch einen Abschnitt, der ausschließlich diesen wichtigen Akteuren gewidmet ist, in dem unsere Analysten einen Einblick in die Finanzberichte aller wichtigen Akteure sowie Produktbenchmarking und SWOT-Analysen bieten. Der Abschnitt „Wettbewerbslandschaft“ enthält auch wichtige Entwicklungsstrategien, Marktanteile und Marktranganalysen der oben genannten Akteure weltweit.

Neue Entwicklungen auf dem Markt für 2D-Materialien

• Im November 2021 stieß ein Team aus Singapur auf einen 2D-Materialsensor für elektrischen Strom, der bei der Erkennung von Brustkrebszellen hilft. Dieser hochempfindliche Sensor kann ein elektrisches Signal von Krebszellen erkennen. Es ist die erste Forschung, bei der 2D-Materialien zur Erkennung elektrischer Signale von Brustkrebszellen verwendet werden. Diese Materialien gewinnen aufgrund ihrer außergewöhnlichen elektronischen Eigenschaften in verschiedenen Sektoren an Bedeutung.
• Im Juli 2020 kündigte Apple einen neuen Prozessor auf 2D-Materialbasis für das iPhone 12 an.
• Im Juni 2021 weihte LG Chem in Korea eine Kohlenstoffnanoröhrenanlage zur Herstellung von Kathoden für Batterien für Elektrofahrzeuge ein.
• Im März 2021 brachte die Cabot Corporation die Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) der Serie ENERMAX 6 auf den Markt und präsentierte damit ihre neuesten Fortschritte in der Hochleistungs-CNT-Technologie. ENERMAX 6 hat sich als das leistungsstärkste mehrwandige CNT-Produkt von Cabot in seinem Portfolio etabliert.

Berichtsumfang

Forschungsmethodik der Marktforschung