2D 材料市場 - 世界の産業規模、シェア、トレンド、機会、予測、タイプ別 (グラフェン、黒リン、シリコン、遷移金属ジカルコゲニド、六方晶窒化ホウ素、その他)、アプリケーション別 (医薬品、エネルギー貯蔵デバイスと半導体、自動車と飛行機、その他)、地域別および競合状況別 2018-2028

世界の 2D 材料市場は、2028 年まで驚異的な速度で成長すると予測されています。2D 材料は、通常はグラフェンとシリコンなど、さまざまな種類の材料の薄い層です。2D 材料は、優れた強度、軽量、柔軟性、優れた熱伝導性と電気伝導性で知られています。たとえば、グラフェンは紙の 100 万分の 1 の薄さで、ほぼ透明であり、世界で最も強い物質であると考えられています。この分野の先駆者であるグラフェンは、六角形の格子に配置された炭素原子の単層です。比類のない電気伝導性、並外れた機械的強度、および驚くべき熱特性を備えています。グラフェンの驚くべき可能性は、広範な研究と探究を促し、2D 材料の分野全体を推進してきました。

2D 材料は、エレクトロニクスにおいて刺激的な可能性を提供します。たとえば、グラフェンは、高速トランジスタ、柔軟で透明なディスプレイ、および超高感度センサーに期待されています。遷移金属ジカルコゲニド（TMD）などの他の2D材料は半導体挙動を示し、次世代オプトエレクトロニクスやエネルギー効率の高いデバイスへの道を開きます。エネルギー分野は2D材料のチャンスに満ちています。グラフェンとTMDは、エネルギー貯蔵および変換システムにおいて驚くべき可能性を示しています。グラフェンベースのスーパーキャパシタは並外れた充放電特性を示し、TMDは燃料電池や太陽電池の触媒反応に効率的であることが証明されています。その他の2D材料の例としては、六方晶窒化ホウ素（h-BN）、シリセン＆ゲルマネンなどがあります。六方晶窒化ホウ素（h-BN）：h-BNは、六角形の格子に交互に配置されたホウ素原子と窒素原子で構成される2D材料です。これは優れた熱伝導性を備えた絶縁体であり、電子機器の熱管理や保護コーティングなどの用途に最適です。 h-BN はグラフェンと組み合わせて使用され、独自の特性を持つヘテロ構造を作成します。シリセンとゲルマネンは、それぞれシリコンとゲルマニウムの 2D 対応物です。グラフェンといくつかの類似点がありますが、より重い原子のため、座屈構造になっています。シリセンとゲルマネンは、独自のバンド構造と既存のシリコンベースの技術との互換性により、エレクトロニクス、スピントロニクス、量子コンピューティングでの潜在的な用途があります。

製薬業界からの有望な需要

持続可能な開発のための環境アプリケーション

2D 材料は優れたセンシング機能を備えているため、環境モニタリングに価値があります。高感度、低消費電力、小型化の可能性により、コンパクトでコスト効率の高いセンサー プラットフォームを開発できます。これらのセンサーは、温度、湿度、ガス、汚染物質など、さまざまな環境パラメーターを検出し、環境のモニタリングと管理にリアルタイムのデータを提供します。遷移金属ジカルコゲニド (TMD) などの 2D 材料も、触媒用途で有望な結果を示しています。それらの独自の表面特性と活性部位は、さまざまな化学プロセスにおける反応速度と選択性を高めることができます。これにより、より効率的で持続可能な生産方法、エネルギー消費の削減、環境に優しい溶媒の使用が可能になります。2D 材料は、温室効果ガス (二酸化炭素など) を付加価値の高い製品に変換し、炭素の回収と利用の取り組みに貢献することもできます。2D 材料は、空気と水質を監視するための環境センサーに組み込むことができます。表面を機能化することで、これらの材料は揮発性有機化合物 (VOC)、ガス、粒子状物質などの汚染物質を選択的に捕捉して検出できます。この情報は、汚染源を理解し、環境への影響を評価し、効果的な緩和戦略を実行するために重要です。酸化グラフェン (GO) やその他の 2D 材料は、優れた濾過特性を実証しており、浄水および淡水化プロセスに最適な候補です。 GO 膜は、水分子を通過させながら、重金属、有機汚染物質、微生物などの汚染物質を効果的にろ過することができます。その薄さと高い透過性により、従来のろ過方法に代わるエネルギー効率の高い方法となり、清潔な飲料水の提供と水不足の緩和に役立ちます。

最近の開発

• 2022 年 9 月、NanoXplore は XG Sciences を買収しました。この買収により、同社は充電式バッテリー用材料市場への参入を加速するとともに、グラフェンおよびグラフェンで強化されたバッテリー材料に関連する無形資産を大幅に改善します。
• 2021年12月、Black Swan Graphene Inc.は、3,150万米ドル相当の後方合併契約で、Dragonfly Capital Corp.を買収するための強制力のある意向書に署名しました。Black Swan Graphene Inc.とDragonfly Capital Corp.は、2021年12月13日に反対合併取引で株式を交換することを決定しました。株主が所有するBlack Swanの普通株1株につき、15.2の対価株式を受け取ることになります。
• 2021年9月、Colloids Limitedは、革新的なグラフェンマスターバッチの高度な技術を活用して、カスタマイズされたポリマー材料のための新しいインフラストラクチャを発表しました。グラフェンはその驚くべき特性により多くの注目を集めています。さらに、高い熱伝導性と電気伝導性、および優れた機械的特性も備えています。

市場セグメンテーション

市場プレーヤー

BASF SE、NanoXplore Inc.、Cabot Corporation、Thomas Swan & Co. Ltd.、Ossila Ltd、Materials Pte Ltd、Nitronix Nanotechnology Corporation、Smart-elements GmbH、ACS Material LLC、およびLayer One – Advanced Materialsが主要な市場プレーヤーです。