ナノポーラス膜市場 - 世界の産業規模、シェア、トレンド、機会、予測、2018-2028年、材料タイプ別（有機、無機、ハイブリッド）、用途別（水処理、燃料電池、バイオメディカル、食品加工、その他）、地域別、競合別

ナノ多孔膜は、通常 100 ナノメートル未満の小さな孔を持つ薄膜またはシートです。これらの膜は、水ろ過、ガス分離、薬物送達、センシングなど、さまざまな用途に有望な材料として登場しました。高多孔性、高表面積、調整可能な孔サイズなどの独特の特性により、さまざまな科学技術用途に適しています。ナノ多孔膜の製造は、テンプレート合成、自己組織化、ブロック共重合体リソグラフィーなどのさまざまな技術に基づいています。テンプレート合成法では、陽極酸化アルミニウムやシリカなどの多孔質材料をテンプレートとして使用してナノ多孔膜を作成します。次にテンプレートを除去すると、ナノ多孔構造が残ります。自己組織化法では、界面活性剤またはブロック共重合体を使用してミセルまたは小胞構造を作成し、これを架橋してナノ多孔膜を形成します。ブロック共重合体リソグラフィーでは、周期的なパターンに自己組織化するブロック共重合体を使用し、これを基板に転写してナノ多孔質膜を作成します。

ナノ多孔質膜の主な用途の 1 つは、水のろ過です。ナノ多孔質膜は、水から細菌、ウイルス、塩などの不純物を取り除くことができます。膜の孔径を制御することで、特定の不純物を選択的に取り除き、他の分子は通過させることができます。このため、ナノ多孔質膜は淡水化、廃水処理、浄水に有効です。

工業用および家庭用のきれいな水の需要の増加と、廃水処理および淡水化のニーズの高まりが、水処理セグメントの成長を牽引しています。ナノ多孔質膜は、水から細菌、ウイルス、塩などの不純物を取り除くことができます。膜の細孔サイズを制御して、特定の不純物を選択的に除去しながら、他の分子を通過させることができるため、水ろ過アプリケーションに最適です。

標的薬物送達の需要の高まりと薬物の制御放出の必要性が、このセグメントの成長を牽引しています。ナノ多孔膜を使用して薬物を充填し、制御された速度で放出することができます。これは、薬物を体内の特定の場所に放出できる標的薬物送達での潜在的な用途があります。

薬物送達は、ナノ多孔膜が研究されている分野です。膜の大きな表面積と多孔性を利用して薬物を充填し、制御された速度で放出することができます。これは、薬物を体内の特定の場所に放出できる標的薬物送達での潜在的な用途があります。センシングアプリケーションでは、ナノ多孔膜を使用して、ガス、液体、生体分子などのさまざまな分析対象物を検出できます。ナノポーラス構造によりセンサーの感度が向上し、低濃度の分析対象物も検出可能

無料サンプルレポートをダウンロード 効率的なエネルギー使用と浄水需要の増加が市場の成長を牽引

ナノポーラス膜は、ガス分離やエネルギー貯蔵などのエネルギー関連アプリケーションにも使用されています。また、この膜は、バッテリーやスーパーキャパシタなどのエネルギー貯蔵デバイスの電極としても使用できます。ナノポーラス膜の細孔サイズと表面化学を制御できるため、エネルギー関連アプリケーションに合わせて高度に調整できます。エネルギー効率の高いプロセスに対するニーズの高まりと代替エネルギー源に対する需要の増加が、世界のナノポーラス膜市場の成長を牽引しています。

ナノテクノロジーの進歩がナノポーラス膜市場の成長を牽引しています。新しい材料と製造技術の開発と、ナノスケールでの分子の挙動に関する知識の増加により、ナノポーラス膜は大幅に進歩しました。研究者は、新しい用途を模索し、ナノ多孔膜の性能を最適化して、より効率的で費用対効果の高い膜の開発に取り組んでいます。

標的薬物送達が市場の成長を牽引

ナノ多孔膜市場が直面する主な課題

ナノ多孔膜は、高圧、高温、腐食環境などの過酷な条件にさらされることがよくあります。そのため、長期的なパフォーマンスには、その安定性と耐久性が重要です。残念ながら、多くのナノ多孔膜は安定性と耐久性に欠けており、膜の汚れ、劣化、寿命の短縮につながっています。研究者は、膜の安定性と耐久性を向上させ、過酷な条件での長期使用に適した新しい材料と製造技術を開発する必要があります。

ナノ多孔膜は、特定の分子を選択的に通過させ、他の分子を保持するように設計されています。ただし、膜表面と濾過される分子との間の複雑な相互作用により、望ましい選択性と透過性を達成することは困難な場合があります。さらに、膜ファウリングにより、時間の経過とともに選択性と透過性が低下し、膜の性能が低下する可能性があります。より効率的で効果的なナノ多孔膜を設計するには、選択性と透過性の基本原理をより深く理解する必要があります。

最近の傾向と開発

• 2020 年、カリフォルニア大学バークレー校の研究者は、ナノ多孔膜を製造するための新しい 3D 印刷技術を開発しました。この技術では、3D プリンターを使用して足場構造を作成し、次にポリマー層でコーティングして選択的に除去し、ナノ細孔を作成します。この 3D 印刷技術により、正確な孔サイズ制御を備えた複雑な膜形状の製造が可能になります。
• 混合マトリックス膜は、ナノ多孔性マトリックスとポリマーまたは金属フィラーで構成されるハイブリッド膜です。近年、研究者は選択性と透過性が向上した新しい混合マトリックス膜を開発しました。たとえば、2021年にオランダのトゥエンテ大学の研究者は、酸化グラフェンとゼオライトからなる混合マトリックス膜を開発しました。この膜は、ガス分離用途で高い透過性と選択性を実証しました。
• 自己修復膜は、損傷後に自己修復できる新しい種類の膜です。2019年にメリーランド大学の研究者は、甲殻類の殻に含まれる天然ポリマーであるキトサンのコーティングを使用して、自己修復ナノ多孔質膜を開発しました。この膜は安定性と耐久性が向上し、過酷な環境での使用に最適です。
• 近年、研究者はエネルギー貯蔵用途でのナノ多孔質膜の使用を検討してきました。たとえば、2019年にMITの研究者はフロー電池用のナノ多孔質膜電極を開発しました。この膜は効率と安定性が向上し、大規模なエネルギー貯蔵の有望な候補となっています。
• 水の浄化は、ナノ多孔質膜の最も有望な用途の 1 つです。2021 年、パデュー大学の研究者は、水の浄化のための新しい膜を開発しました。この膜は、酸化グラフェンの層とナノ多孔質金属有機構造体の層で構成されていました。この膜は、浄水用途で高い選択性と透過性を実証しました。

市場セグメンテーション

市場プレーヤー