Mercado de materiales 2D: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, segmentado por tipo (grafeno, fósforo negro, silicona, dicalcogenuros de metales de transición, nitruro de boro hexagonal, otros), por aplicación (productos farmacéuticos, dispositivos de almacenamiento de energía y semiconductores, automóviles y aviones, y otros) por región y competenci

Se proyecta que el mercado mundial de materiales 2D crecerá a un ritmo impresionante hasta 2028. Los materiales 2D son capas delgadas de diferentes tipos de materiales, generalmente grafeno y silicio. Los materiales 2D son famosos por su gran resistencia, bajo peso, flexibilidad y excelente conductividad térmica y eléctrica. Por ejemplo, el grafeno es un millón de veces más delgado que el papel, casi transparente y se cree que es la sustancia más fuerte del mundo. El grafeno, el pionero en este campo, es una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal. Posee una conductividad eléctrica incomparable, una resistencia mecánica excepcional y propiedades térmicas notables. El notable potencial del grafeno ha estimulado una amplia investigación y exploración, impulsando todo el campo de los materiales 2D.

Los materiales 2D ofrecen posibilidades emocionantes en la electrónica. El grafeno, por ejemplo, es prometedor para transistores de alta velocidad, pantallas flexibles y transparentes y sensores ultrasensibles. Otros materiales 2D, como los dicalcogenuros de metales de transición (TMD), exhiben un comportamiento semiconductor, allanando el camino para la optoelectrónica de próxima generación y los dispositivos energéticamente eficientes. El sector energético está repleto de oportunidades para los materiales 2D. El grafeno y los TMD han demostrado un potencial notable en los sistemas de almacenamiento y conversión de energía. Los supercondensadores basados en grafeno han mostrado propiedades excepcionales de carga-descarga, mientras que los TMD han demostrado ser eficientes para las reacciones catalíticas en celdas de combustible y celdas solares. Algunos otros ejemplos de materiales 2D son el nitruro de boro hexagonal (h-BN) y el siliceno y germaneno. Nitruro de boro hexagonal (h-BN)el h-BN es un material 2D compuesto de átomos de boro y nitrógeno alternados dispuestos en una red hexagonal. Es un aislante con una excelente conductividad térmica, lo que lo hace ideal para aplicaciones como la gestión térmica en electrónica y como revestimiento protector. El h-BN también se utiliza en combinación con grafeno para crear heteroestructuras con propiedades únicas. El siliceno y el germaneno son homólogos 2D del silicio y el germanio, respectivamente. Comparten algunas similitudes con el grafeno, pero tienen una estructura abombada debido a los átomos más pesados. El siliceno y el germaneno tienen aplicaciones potenciales en electrónica, espintrónica y computación cuántica debido a sus estructuras de banda únicas y compatibilidad con la tecnología existente basada en silicio.

Demanda prometedora de la industria farmacéutica

Aplicación ambiental para el desarrollo sostenible

Los materiales 2D poseen capacidades de detección excepcionales, lo que los hace valiosos para el monitoreo ambiental. Su alta sensibilidad, bajo consumo de energía y potencial de miniaturización permiten el desarrollo de plataformas de sensores compactas y rentables. Estos sensores pueden detectar una amplia gama de parámetros ambientales, incluida la temperatura, la humedad, los gases y los contaminantes, proporcionando datos en tiempo real para el monitoreo y la gestión ambiental. Los materiales 2D, como los dicalcogenuros de metales de transición (TMD), también han mostrado resultados prometedores en aplicaciones catalíticas. Sus propiedades superficiales únicas y sitios activos pueden mejorar las velocidades de reacción y la selectividad en varios procesos químicos. Esto puede conducir a métodos de producción más eficientes y sostenibles, un menor consumo de energía y el uso de disolventes respetuosos con el medio ambiente. Los materiales 2D también pueden permitir la conversión de gases de efecto invernadero (por ejemplo, dióxido de carbono) en productos de valor añadido, lo que contribuye a los esfuerzos de captura y utilización de carbono. Los materiales 2D se pueden integrar en sensores ambientales para monitorear la calidad del aire y el agua. Al funcionalizar su superficie, estos materiales pueden capturar y detectar selectivamente contaminantes como compuestos orgánicos volátiles (COV), gases y partículas. Esta información puede ser crucial para comprender las fuentes de contaminación, evaluar el impacto ambiental e implementar estrategias de mitigación efectivas. El óxido de grafeno (GO) y otros materiales 2D han demostrado excelentes propiedades de filtración, lo que los convierte en candidatos ideales para los procesos de purificación y desalinización del agua. Las membranas GO pueden filtrar eficazmente contaminantes, incluidos metales pesados, contaminantes orgánicos y microorganismos, al tiempo que permiten el paso de las moléculas de agua. Su delgadez y alta permeabilidad los convierten en alternativas energéticamente eficientes a los métodos de filtración convencionales, lo que ayuda a proporcionar agua potable y a mitigar la escasez de agua.

Desarrollos recientes

• En septiembre de 2022, NanoXplore adquirió XG Sciences. Esta adquisición acelera la entrada de la empresa en el mercado de materiales para baterías recargables, al tiempo que mejora significativamente sus activos intangibles relacionados con el grafeno y los materiales para baterías mejorados con grafeno.
• En diciembre de 2021, en un acuerdo de fusión regresiva por valor de 31,5 millones de dólares, Black Swan Graphene Inc. firmó una carta de intención ejecutable para adquirir Dragonfly Capital Corp. Black Swan Graphene Inc. y Dragonfly Capital Corp. decidieron intercambiar acciones en una transacción de fusión opuesta el 13 de diciembre de 2021. Por cada acción ordinaria de Black Swan que posea un accionista, recibiría 15,2 participaciones accionarias como contraprestación.
• En septiembre de 2021, Colloids Limited presentó una nueva infraestructura para materiales poliméricos personalizados, utilizando su revolucionaria tecnología avanzada de masterbatch de grafeno. El grafeno ha atraído mucha atención debido a sus increíbles propiedades. Además, presenta una alta conductividad térmica y eléctrica, así como propiedades mecánicas excepcionales.

Segmentación del mercado

Actores del mercado

BASF SE, NanoXplore Inc., Cabot Corporation, Thomas Swan & Co. Ltd., Ossila Ltd, Materials Pte Ltd, Nitronix Nanotechnology Corporation, Smart-elements GmbH, ACS Material LLC y Layer One – Advanced Materials son actores clave del mercado.