金ナノロッド市場 - 世界の業界規模、シェア、トレンド、機会、予測、タイプ別（LSPR 900nm 未満、LSPR 900nm 以上）、エンドユーザー別（ヘルスケアおよび医薬品、エレクトロニクスおよび半導体、化学および材料科学、その他）、地域および競合状況別、2019-2029F

市場概要

世界の金ナノロッド市場は2023年に1億1,235万米ドルと評価され、2029年までの予測期間中に16.45%のCAGRで着実に成長すると予想されています。金ナノロッドは、棒状に配置された金原子で構成された小さな構造で、通常、直径は1〜100ナノメートルで、長さは直径の数倍になることがよくあります。これらのナノロッドは、特に電磁スペクトルの可視および近赤外領域で、そのサイズと形状に起因する独自の光学特性を備えています。それらは、独特の特性に影響を与える特定の寸法の細長い形状を実現するために、正確な化学技術を使用して合成されます。特に、可視から近赤外の範囲で強力な表面プラズモン共鳴 (SPR) を示すため、イメージング、センシング、治療などの光学用途に価値があります。

表面改質により、金ナノロッドは生体適合性を高め、生物医学分野で標的を絞って送達できるようにカスタマイズできるため、多様な生物学的環境での安定性が確保されます。化学的安定性と耐酸化性により、実際の用途での信頼性がさらに高まります。金ナノロッドは、近赤外範囲の光を吸収および散乱する能力があり、光熱療法などの技術に最適であるため、がん治療、診断、イメージングなどの生物医学用途で広く研究されています。

バイオセンシング プラットフォームでは、表面積と体積の比率が高く、生体分子による機能化が容易なため、バイオマーカーや病原体を高感度で検出できます。触媒では、そのユニークな形状と表面特性により、酸化や水素化プロセスなどの反応で触媒活性が高まります。ナノファブリケーション技術と表面化学の進歩により、その潜在的な用途は拡大し続けています。

安全性と環境への影響に関する規制上の考慮事項が課題となる一方で、金ナノロッド市場は依然としてニッチですが、さまざまな業界で有望な成長見通しを示しています。継続的な研究、技術の進歩、戦略的パートナーシップは、近い将来に市場拡大を推進する上で極めて重要になります。

主要な市場推進要因

バイオメディカル用途の研究開発の増加

バイオメディカル用途を目的とした研究開発 (R&D) への投資の増加は、金ナノロッドの世界市場の成長を推進する上で極めて重要です。これらの投資は、革新的な治療法、強化された診断ツール、および重大な医療課題に対処するための新しいバイオメディカルソリューションへの道を開いています。金ナノロッドは、光を熱に変換する能力 (光熱療法で利用) などの独自の特性を備えており、研究者はこれを活用して、健康な組織への損傷を最小限に抑えながら癌細胞を選択的に標的とする高度な癌治療法を開発しています。ミュンヘン工科大学 (TUM) の研究者らは、画期的なマイクロロボット TACSI (Thermally Activated Cell-Signal Imaging) を開発しました。研究者らは、この種のものとしては初だと主張しています。Advanced Healthcare Materials 誌で特集されたこの新設計のマイクロロボット システムは、円形で驚くほど薄く、人間の髪の毛の直径の約半分です。藻類由来の生体材料に封入された金ナノロッドと蛍光発光染料で作られたこれらのマイクロボットは、現在、in vitro アプリケーションに使用されています。開発者らは、このマイクロボット技術によって促進される個々の細胞への標的薬物送達など、革新的な治療法の可能性を思い描いています。さらに、金ナノロッドは、体内の特定の部位に薬物や治療薬を効果的に送達するように変更することもできます。

金ナノロッドは、特に近赤外線 (NIR) 領域で強力な光学特性を示すため、イメージング アプリケーションに有用です。光音響イメージングや光干渉断層撮影などのイメージング技術でコントラストを高め、組織の視覚化を改善し、病気の早期発見を可能にします。バイオメディカル用途の金ナノロッドの生体適合性と安全性を確保するために、多大な研究開発努力が払われています。これには、生物システムとの相互作用の研究、潜在的な毒性リスクの評価、生体組織との安定性と適合性を高める方法の開発が含まれます。

2024年5月、バイオ医薬品製造用の高度なセンサー技術を専門とするArgusEyeは、約280万ユーロを調達した新しい資金調達ラウンドの成功を発表しました。Voima Venturesがラウンドを主導し、以前のシード投資からのサポートを継続したEir Venturesが共同リーダーを務めました。この資金注入により、新しいバイオ医薬品の開発と生産に革命を起こすArgusEyeの取り組みが加速します。R＆Dイニシアチブは、金ナノロッドをベースにしたバイオメディカル製品の承認と商品化を確保するための規制経路をナビゲートすることに重点を置いています。これらの包括的な取り組みは、さまざまなバイオメディカル分野での金ナノロッドの応用と市場拡大を推進する上で、進行中の研究開発が果たす重要な役割を強調しています。

医療費

医療費は、診断、イメージング、薬物送達、治療におけるナノテクノロジーの応用を通じてイノベーションを促進し、技術を進歩させ、医療の課題に対処することで、世界のナノロッド市場を牽引する上で重要な役割を果たしています。世界的な医療費の増加は、高度な医療技術と治療の需要を刺激します。ナノロッド、特に金ナノロッドは、その独特の特性により、医療診断、イメージング、治療におけるイノベーションをリードしています。

健康指標評価研究所のレポートによると、米国の一人当たりの医療費は2021年に平均13,000ドルで、2050年までに20,200ドルに増加すると予測されています。医療費のこの上昇傾向は、がん、心血管疾患、神経疾患などの慢性疾患の管理への重点が高まっていることを強調しています。ナノロッドは、標的薬物送達、イメージング機能の強化、および治療用途における可能性について調査されており、効果的な慢性疾患管理のニーズと一致しています。

医療費支出は、個別化された治療アプローチを強調する精密医療戦略の開発と採用も促進しています。ナノロッドは、分子レベルと細胞レベルでの治療と診断の正確な標的化を可能にし、それによって精密医療イニシアチブの進歩をサポートします。

世界的な高齢化により、医療システムに対する要求が高まり、医療サービスと技術への投資が増加しています。ナノロッドは、加齢に伴う疾患や症状に対する有望なソリューションを提示し、その採用と市場拡大をさらに推進します。

主要な市場の課題

高い生産コスト

高い生産コストは、世界の金ナノロッド市場にとって大きな課題となっています。これらのコストは、複雑な合成プロセスと、その製造に必要な高価な原材料に起因します。その結果、金ナノロッドは、大量または広範囲の使用を必要とする用途には手が届かない可能性があります。さらに、同様の機能を低価格で提供する代替材料または技術と比較して、金ナノロッドは製造コストが高いため、競争力が低下します。この課題により、さまざまな業界での市場浸透が制限されています。

研究室レベルから商業レベルへの生産の拡大には、機器、施設、およびプロセス最適化への多額の投資が必要です。特に、規模拡大に必要な初期の高額な投資は、中小企業や新興企業の市場参入を阻む可能性があります。さらに、生産に必要な多額のリソースにより、新しい用途の探索や金ナノロッドの性能向上に重点を置いた研究開発活動から資金が逸れてしまう可能性があります。その結果、イノベーションが遅れ、新しい市場機会の出現が制限される可能性があります。

技術的制限

金ナノロッドの合成には、温度、pH、反応時間などの要素を正確に制御する必要がある複雑なプロセスが含まれます。これらのパラメータの変動は、製造中にナノロッドのサイズ、形状、特性に不一致をもたらす可能性があります。金ナノロッドのサイズと形状の均一な分布を確保することは、バイオメディカル診断や治療薬の送達などの用途でのパフォーマンスにとって重要です。この一貫性を維持するための技術的な課題は、ナノロッドの再現性と信頼性に影響を与える可能性があります。たとえば、シード媒介成長方法の偏差は寸法の変動をもたらし、光学特性や標的治療の有効性に影響を与える可能性があります。

金ナノロッドは、pH シフト、温度変動、光曝露などの環境の影響を受けやすいため、さまざまな条件にわたって安定性を確保するための対策が必要です。この安定性は、さまざまな分野での実際の応用に不可欠です。

分子または生体分子で金ナノロッドの表面を機能化することは、特定のバイオメディカル用途に不可欠です。ただし、ナノロッドの固有の特性を維持しながら、効果的で安定した機能化を実現するには課題が生じます。たとえば、がん細胞を正確に標的とするためにナノロッド表面に標的リガンドを付着させるには、光学的または治療的特性を損なわない堅牢な化学結合技術が必要です。

金ナノロッドを実際のデバイスまたはシステムに統合するには、既存の技術や材料との互換性の問題に対処する必要があることがよくあります。技術的な考慮事項には、デバイスコンポーネント内でのナノロッドの安定性の確保や、生物系との相互作用の最適化が含まれます。たとえば、ナノロッドをバイオセンサーに組み込むには、センサー基板との互換性の課題を克服し、信号検出メカニズムを改良する必要があります。

主要な市場動向

エレクトロニクスにおける新たな用途

金ナノロッドは、光センサーや光検出器で価値のある強力なプラズモン特性を示します。たとえば、研究者は、特定の分子やガスを正確かつ正確に検出するために、金ナノロッドを使用した高感度の光センサーを考案しました。これらのセンサーは、ナノスケールで光と相互作用するナノロッドの能力を活用し、環境モニタリングや生物医学診断などの分野で正確な検出と分析を可能にします。

金ナノロッドは、タッチスクリーン、ディスプレイ、太陽電池に使用される透明導電フィルムでの可能性についても研究されています。その導電性と光学的透明性により、インジウムスズ酸化物 (ITO) などの従来の材料の代替品として有効です。これらのフィルムに金ナノロッドを組み込むことで、メーカーは導電性を高めながら高い光学的透明性を維持できます。これは、両方の機能を必要とするアプリケーションに不可欠です。中国の研究者は、液晶 (LC) に分散した金ナノロッドを金フィルム上に配置し、柔軟な赤外線メタマテリアル吸収体を開発しました。彼らはその全吸収能力の理論的分析を行い、その結果を2024年にScientific Reports誌に発表しました。このメタマテリアル吸収体は、柔軟性、全方向吸収、広帯域機能、調整可能性などの主要な機能を備えており、高度なスマートメタマテリアルデバイスへの応用が期待されています。

金ナノロッドは、フレキシブルエレクトロニクスやプリンテッドエレクトロニクスの製造プロセスと互換性があり、ウェアラブルデバイス、スマートテキスタイル、フレキシブルディスプレイへの統合を容易にします。柔軟性と堅牢性により、コンフォーマルで曲げ可能なエレクトロニクスが求められる用途に最適です。メーカーは、フレキシブル基板上に金ナノロッドを印刷または堆積するスケーラブルな手法を積極的に模索しており、民生用電子機器やIoTデバイスでの利用を拡大しています。

National Science Reviewの最近の出版物では、研究者らがホットキャリアの輸送を通じて表面プラズモンを動的かつ可逆的に制御する研究について詳しく説明しました。この研究では、金属ナノプラズモンの迅速な応答と半導体の光電子変調機能を融合しています。この研究では、ホットエレクトロンを光学的に励起することで、金内の電荷密度を操作し、ナノギャップの伝導性を調整して、プラズモン共鳴の超高速かつ可逆的なスイッチングを可能にしています。この進歩は、ナノフォトニックチップの光電子スイッチの重要なプロトタイプを表しています。金ナノロッドの合成、機能化、電子デバイスへの統合を改良することを目的とした研究開発イニシアチブへの注目が高まっています。これには、新しい製造方法の探索、材料特性の強化、広範な商用アプリケーションに適したスケーラブルな製造プロセスの確立が含まれます。

セグメント別インサイト

タイプ別インサイト

タイプ別では、900nm未満のLSPRが金ナノロッドの世界市場で主要なセグメントとして浮上しました。

エンドユーザー別インサイト

エンドユーザー別では、ヘルスケアおよび医薬品セグメントが2023年の金ナノロッドの世界市場で主要なセグメントとして浮上しました。金ナノロッドは、その独自の光学的、熱的、生体適合性の特性により、医療における診断、治療、薬物送達システムを進歩させるための多目的ツールとなっています。治療結果と患者ケアを向上させる可能性は、これらの重要な分野での金ナノロッドの重要な役割の主な原動力です。金ナノロッドは、薬物や標的リガンドなどのさまざまな分子でカスタマイズできるため、特定の細胞や組織への正確で標的を絞った送達が可能になります。生体適合性と細胞膜透過性により、金ナノロッドは治療薬の有望な媒体として位置付けられています。標的薬物送達に対するこのアプローチは、全身毒性を軽減し、治療効果を高めます。現在進行中の研究開発努力は、金ナノロッドの合成、機能化、および生物医学的応用の改良に重点を置いています。これには、金ナノロッドの安定性の向上、標的化能力の増強、および新しい治療用途の探索が含まれます。この分野における継続的なイノベーションは、ヘルスケアおよび製薬業界全体でのその有用性の拡大を推進しています。

地域別インサイト

地域別では、北米が2023年の世界の金ナノロッド市場で支配的な地域として浮上しました。これは、高度な技術の専門知識、堅牢なヘルスケアインフラストラクチャ、支援的な規制枠組み、強力な市場需要、および広範な研究開発努力に起因する可能性があります。北米は、特にバイオテクノロジー、ヘルスケア、ナノテクノロジーの分野で技術革新と研究の中心地として機能しています。この環境により、さまざまな業界で金ナノロッドの合成、適用、および商品化が大幅に進歩します。この地域は、高度なヘルスケアインフラストラクチャと堅牢な製薬部門の恩恵を受けており、金ナノロッドは、薬物送達システム、診断、治療などのバイオメディカルアプリケーションで重要な役割を果たしています。

最近の開発

• 2024年6月、Sona Nanotechは、最近の黒色腫に関する前臨床研究中に実施されたバイオマーカー分析の結果を発表しました。研究結果によると、金ナノロッドを使用して腫瘍に局所的な熱を加える標的温熱療法（THT）は、既存の腫瘍を効果的に縮小するだけでなく、特定の条件下で免疫系を活性化する可能性があることが示されています。この免疫活性化は、新しい腫瘍の形成を防ぐ役割を果たす可能性があります。
• 2024年、韓国科学技術院（KAIST）の科学者は、太陽光を受動的に利用して氷を溶かすことができる金ナノロッドを使用した新しい薄膜コーティングを開発しました。太陽光を吸収して熱を発生する金ナノロッドは、この技術の有効成分です。研究者は特殊な製造技術を使用して、ナノロッドをフィルム内でリング状に配置し、表面の氷を溶かす能力を大幅に向上させました。研究結果は、Nature Communications誌に掲載されました。
• 2024年3月、ArgusEyeはセンサープラットフォームAugaで最初の製品を発売しました。金でコーティングされたこれらのセンサーは、光の正確な周波数に反応し、金を既知の速度で振動させます。これらのセンサーには、鉄と結合して酸素輸送を助ける血液中によく見られるリガンドが取り付けられています。物質を金属に結合するという独特の親和性により、これらのリガンドがタンパク質を捕らえると、下にある金の質量と振動が変化します。この変更は検出可能であり、バッチ構成に関するリアルタイムの洞察を提供します。 

主要な市場プレーヤー

• American Elements
• CD Bioparticles, Inc
• Cytodiagnostics Inc.
• Strem Chemicals, Inc.
• Merck KGaA
• Nanoshel LLC
• NanoComposix
• Sona Nanotech Inc.
• Nanowerk LLC
• Beijing DK Nano Technology