Si prevede che il mercato globale dei polimeri intelligenti crescerà a un ritmo impressionante fino al 2028. I polimeri intelligenti e i materiali reattivi vengono spesso utilizzati per creare nuovi dispositivi intelligenti, sensori e attuatori; le funzioni di questi materiali derivano dalla loro capacità di reagire a stimoli esterni in un modo che può essere facilmente osservato. Gli stimoli di attivazione possono essere di tipo fisico (temperatura, luce, campo elettrico o magnetico, stress meccanico, ecc.), chimico (pH, ligandi, ecc.) o biologico (enzimi, ecc.), a seconda del materiale reattivo in esame. La progettazione della disposizione meso- o macroscopica delle parti costituenti, come si vede nei metamateriali, può essere utilizzata per ottenere questa reattività , oppure possono essere utilizzati materiali reattivi stessi, la cui reattività è derivata dalla chimica che sostiene la sua microstruttura.
Un materiale reattivo può essere creato quando la reattività a livello molecolare è ben ordinata e la risposta su scala nanometrica è rilevata collettivamente su scala macro. Evidenziando i tratti chiave, i meccanismi reattivi e le proprietà dei polimeri intelligenti e offrendo una prospettiva di modellazione meccanica sia a livello molecolare che su scala continua, esaminiamo il vasto campo dei polimeri reattivi in questo articolo. Il nostro obiettivo è quello di fornire una revisione approfondita delle caratteristiche chiave e degli elementi di modellazione dei polimeri intelligenti più ampiamente utilizzati. La descrizione meccanica quantitativa dei materiali attivi è essenziale per la loro creazione e applicazione perché rende possibile manipolare la microstruttura dei materiali per ottenere determinate funzionalità e costruire dispositivi all'avanguardia. Vari tipi di polimeri intelligenti sono polimeri termo-reattivi, che possono subire una transizione di fase reversibile in risposta a cambiamenti di temperatura. Ad esempio, il poli(N-isopropilacrilammide) (PNIPAAm) è un noto polimero termo-responsivo che subisce una brusca transizione da uno stato idrofilo a uno idrofobico quando la temperatura viene aumentata al di sopra della sua temperatura di soluzione critica inferiore (LCST). Questa transizione può essere utilizzata per varie applicazioni, come la somministrazione di farmaci e l'ingegneria tissutale.
Sostituto a basso costo del metallo
Le materie plastiche ingegneristiche superano le tradizionali strutture metalliche in molti modi. Per quanto riguarda lo sviluppo sia tecnico che economico, la gamma di applicazioni per queste soluzioni di plastica intelligenti va ben oltre l'ingegneria automobilistica e apre un enorme potenziale per i settori solare, edile e idrico. Si prevede che la proprietà di conduttività elettrica dei polimeri intelligenti supporterà il loro uso in espansione nei display touchscreen, nei transistor elettronici e nei diodi a emissione luminosa, che guideranno il mercato. La sostanza ha un alto tasso di assorbimento della luce bianca, che è vantaggioso per produrre celle fotovoltaiche. La sostanza è anche utilizzata per realizzare microchip, che sono una parte necessaria della maggior parte delle apparecchiature elettroniche. Le aziende che producono materiali hanno iniziato a creare inchiostri conduttivi, che vengono utilizzati per stampare circuiti dal materiale e condurre elettricità . Di conseguenza, la domanda per il prodotto dovrebbe aumentare per il periodo previsto a causa del potenziale che offrirà al settore elettronico. I polimeri intelligenti sono polimeri sensibili al pH, che possono subire un cambiamento reversibile nelle loro proprietà in risposta a cambiamenti di pH. Ad esempio, l'acido poliacrilico (PAA) è un polimero sensibile al pH che può gonfiarsi o restringersi a seconda del pH dell'ambiente circostante. Questa proprietà può essere utilizzata per varie applicazioni, come il rilascio controllato di farmaci e sensori. Questa proprietà aiuta a sostituire i metalli e può anche rilevare elementi che possono modificare il pH. Anche i settori automobilistico e aerospaziale stanno adottando polimeri intelligenti in varie applicazioni. I polimeri intelligenti possono essere utilizzati per progettare materiali auto-riparanti che possono ripararsi da soli quando danneggiati. Questa proprietà può migliorare la durata e l'affidabilità di veicoli e aeromobili e ridurre i costi di manutenzione. L'industria elettronica è un altro settore che sta esplorando l'uso di polimeri intelligenti in varie applicazioni. I polimeri intelligenti possono essere utilizzati per progettare sensori in grado di rilevare stimoli specifici, come variazioni di temperatura o umidità , e rispondere modificando le loro proprietà fisiche o elettriche. Questa proprietà dei polimeri intelligenti ha portato allo sviluppo di diversi prodotti commerciali, tra cui sensori di umidità e sensori di temperatura.
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Crescente progresso tecnologico per uno sviluppo sostenibile
I materiali polimerici intelligenti hanno qualità e funzioni che sono nuove o migliorate rispetto ai materiali tipici, per la loro applicazione, prestazioni eccezionali sono essenziali. Una sottoclasse di materiali sofisticati noti come materiali intelligenti esibisce caratteristiche dinamiche in reazione a stimoli esterni. Lo sviluppo di nanomateriali funzionali ad alte prestazioni è fondamentale per consentire e supportare l'evoluzione dei materiali per tenere il passo con l'evoluzione tecnologica straordinariamente rapida. Nonostante le fantastiche possibilità fornite dai materiali polimerici intelligenti, sostenibilità e circolarità sono emerse come fattori chiave nella creazione di nuovi materiali. Le difficoltà nel produrre materiali con funzioni migliorate o nuove che utilizzano materie prime rinnovabili e principi di progettazione circolare allo stesso tempo. L'obiettivo di questo numero speciale è quello di presentare le ricerche più recenti nel campo in rapida evoluzione dei materiali polimerici a doppio obiettivo con caratteristiche all'avanguardia e sostenibili. I contributi su tali materiali in molti settori applicativi saranno raccolti nel numeromateriali tessili intelligenti sostenibili, materiali polimerici avanzati per applicazioni energetiche sostenibili, materiali di imballaggio biodegradabili con funzionalità intelligenti e materiali avanzati sostenibili nel settore dei trasporti.
Sviluppi recenti
- Nel 2021, DSM Engineering Materials e Chroma Color Corporation hanno annunciato una collaborazione per sviluppare coloranti intelligenti a base di polimeri per i mercati dei dispositivi medici e sanitari. La collaborazione unisce l'esperienza di DSM nei materiali di grado medico con la tecnologia colorante di Chroma Color per produrre coloranti intelligenti a base di polimeri di alta qualitÃ
- Nel 2020, Stratasys Ltd. ha lanciato una linea di materiali di stampa 3D intelligenti a base di polimeri chiamata "BioMimics". Questi materiali imitano le proprietà dei tessuti umani e possono essere utilizzati per creare modelli realistici per la formazione e la simulazione medica. I materiali sono adatti anche per la progettazione e la prototipazione di dispositivi medici.
- Nel 2020, BASF SE ha lanciato un nuovo prodotto polimerico intelligente chiamato "Elastosense". Il prodotto è un polimero conduttivo in grado di rilevare variazioni di pressione e temperatura, rendendolo adatto all'uso in varie applicazioni, come l'elettronica di consumo e automobilistica.
- Nel 2019, Derma Sciences Inc. ha lanciato una linea di medicazioni per ferite intelligenti a base di idrogel che utilizzano polimeri sensibili al pH per fornire un ambiente umido per la guarigione delle ferite.
- Nel 2019, Menicon Co. Ltd. ha lanciato una linea di lenti a contatto intelligenti a base di polimeri che utilizzano materiali sensibili agli stimoli per cambiare forma in risposta ai movimenti oculari.
Il mercato globale dei polimeri intelligenti è segmentato in base al tipo e all'uso finale. In base al tipo, il mercato è suddiviso in polimeri sensibili agli stimoli fisici, polimeri sensibili agli stimoli chimici e polimeri sensibili agli stimoli biologici. In base all'uso finale, il mercato è suddiviso in biomedicina e biotecnologia, tessile, elettrico ed elettronico, automobilistico e altri.
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) e Nippon Shokubai Co. Ltd sono i principali attori del mercato.
| Attributo | Dettagli |
| Anno base | 2022 |
| Dati storici | 2018 – 2021 |
| Anno stimato | 2023 |
| Periodo di previsione | 2024 – 2028 |
| Unità quantitative | Ricavi in milioni di USD, volume in tonnellate metriche e CAGR per il 2018-2022 e il 2023-2028 |
| Copertura del report | Previsione dei ricavi, previsione del volume, quota aziendale, panorama competitivo, fattori di crescita e tendenze |
| Segmenti coperti | · Digita · Uso finale |
| Ambito regionale | Nord America; Europa; Asia Pacifico; Sud America; Medio Oriente e Africa |
| Ambito nazionale | Stati Uniti, Canada, Messico; Cina, India, Giappone, Corea del Sud, Australia; Germania, Francia, Regno Unito, Italia, Spagna; Brasile, Argentina, Colombia; Sudafrica, Emirati Arabi Uniti, Arabia Saudita, Turchia ed Egitto. |
| Aziende chiave descritte | 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) e Nippon Shokubai Co. Ltd |
| Ambito di personalizzazione | Personalizzazione gratuita del report del 10% con l'acquisto. Aggiunta o modifica di dati nazionali, regionali e ambito del segmento. |
| Prezzi e opzioni di acquisto | Approfitta di opzioni di acquisto personalizzate per soddisfare le tue specifiche esigenze di ricerca. Esplora le opzioni di acquisto |
| Formato di consegna | PDF ed Excel tramite e-mail (possiamo anche fornire la versione modificabile del report in formato PPT/Word su richiesta speciale) |
