米国の自己修復材料市場、形態別（外因性および内因性）、材料タイプ別（ポリマー、コンクリート、コーティング、その他）、最終用途別（建築および建設、モバイルデバイス、輸送、その他）、地域および競合状況別、予測および機会、2018～2028年（予想）

市場概要

米国の自己修復材料市場は、2022年に3億2,298万米ドルと評価され、2028年までの予測期間中に10.03％のCAGRで堅調な成長が見込まれています。自己修復材料は、人工または合成で作成された物質で、外部からの問題診断や人間の介入なしに、自動的に損傷を修復する機能が組み込まれています。これらの材料は、傷を治して機能を回復する生物の自然な能力を模倣しています。自己修復材料は、航空宇宙、自動車、土木工学、生物医学、電子機器など、さまざまな分野で多くの潜在的な用途があります。自己修復材料の例としては、ポリマー、金属、セラミック、コンクリート、コーティングなどがあります。したがって、自己修復材料の利用増加は、予測期間中の米国の自己修復材料市場の成長に貢献します。

主要な市場推進要因

建築・建設業界からの需要の高まり

耐久性、持続可能性、効率性が最優先される建設業界のダイナミックな環境では、革新的なソリューションに対する需要が常に存在します。近年、米国の建設部門では、自己修復材料の需要が著しく急増しています。これらの高度な材料は、損傷を自律的に修復し、構造物の寿命を延ばす能力を備えており、業界が回復力、メンテナンス、環境への影響に取り組む方法を再定義しています。自己修復材料は、建設技術の新たなフロンティアを表しています。これらの材料には、修復プロセスを開始して損傷に反応するコンポーネントが含まれており、生体の再生能力を模倣しています。メンテナンスの課題に対処し、安全性を向上させ、より持続可能な建築環境に貢献する可能性から、かなりの注目を集めています。建築・建設業界における自己修復材の需要には、さまざまな推進要因があります。自己修復材の最大の魅力は、構造物の寿命を延ばし、メンテナンスと修理のコストを削減できることです。自己修復材は、小さな損傷に自律的に対処することで、交換材料の必要性を最小限に抑え、建設廃棄物を削減できるため、持続可能性の目標と一致しています。自己修復材は、修理のためのダウンタイムを軽減し、構造物の運用効率を向上させるのに役立ちます。自己修復材は、摩耗や環境ストレスにさらされた後でも機能し続けるようにすることで、構造物の全体的な回復力に貢献します。

さらに、自己修復材コンクリートは、特に橋、高速道路、重要なインフラストラクチャなどの高ストレス環境でゲームチェンジャーとして登場しました。住宅から商業構造物まで、自己修復材は壁、床、基礎の耐久性と寿命を向上させることができます。さらに、自己修復材料はグリーンビルディングの原則と一致しており、建設による環境への影響を軽減し、持続可能な慣行を促進します。したがって、土壌の枯渇の増加は農薬中間体の需要の増加につながり、米国の自己修復材料市場の成長につながりました。

政府の支援政策とイニシアチブ

持続可能で革新的なソリューションを追求する中で、米国政府は、建設、輸送、インフラを含むさまざまな分野で自己修復材料の変革の可能性を認識しています。政府は支援政策とイニシアチブを通じて、これらの材料の広範な採用への道を開き、回復力、効率性、環境管理を促進しています。米国政府は、自己修復材料が持続可能性、耐久性、経済成長に大きな影響を与える可能性があることを認識しています。そのため、これらの先進材料の研究、開発、展開を促進するためのさまざまな対策を開始しました。たとえば、国立科学財団（NSF）やエネルギー省（DOE）などの政府機関は、自己修復材料に関連する研究と革新に資金を提供しています。助成金は学術機関、研究機関、業界パートナーシップを支援し、技術を前進させる画期的な進歩を促進します。これに加えて、インフラプロジェクトに対する政府の資金提供では、持続可能性と回復力が優先されることがよくあります。自己修復材料の使用はこれらの目標と一致しており、プロジェクトの耐久性を高め、頻繁な修理の必要性を減らします。さらに、エネルギー高等研究計画局 (ARPA-E) などの政府機関は、変革的な技術を促進するプログラムを提供しています。自己修復材料は、エネルギー効率と環境の持続可能性に潜在的影響を与えるため、このような取り組みの対象となります。したがって、自己修復材料に関する政府による多数の取り組みが、予測期間中に米国の自己修復材料市場の需要を促進すると予想されます。

自己修復材料に関する認識の高まり

材料科学の分野では、変革的な革命が進行中であり、その名前は自己修復材料です。これらの注目すべき革新に対する認識が高まるにつれて、業界、研究者、消費者は同様に、耐久性、持続可能性、製品の寿命へのアプローチ方法を再形成する可能性を認識し始めています。この急成長する認識は単なるトレンドではありません。それは、イノベーションを促進し、製品のパフォーマンスを向上させ、テクノロジーの最先端を前進させる触媒です。したがって、これらの要因は、予測期間中の米国の自己修復材料市場の成長を左右します。

主要な市場の課題

自己修復材料の高コスト

材料科学の分野では、自己修復材料の開発は耐久性と持続可能性に向けた目覚ましい進歩を表しています。ただし、これらの革新的な材料に関連する高コストの問題は、大きな課題となっています。業界が自己修復機能の利点を活用しようと努めるにつれて、これらの材料が提供する変革の可能性を維持しながら、コストの懸念に対処することが不可欠になります。自己修復材料のコストが高い理由はいくつか考えられます。たとえば、先駆的な自己修復技術には広範な研究、実験、改良が必要で、初期コストが高くなる、多くの自己修復材料には特殊な添加剤、ナノ粒子、ポリマーが必要で、その調達や合成にコストがかかる、精密な特性を持つ自己修復材料の製造には複雑なプロセスが必要になることが多く、生産コストが高くなる、需要を満たすために生産を拡大すると課題が生じ、コストがさらに膨らむ可能性がある、などです。

自己修復材料のスケーラビリティ

自己修復材料の概念は、耐久性と持続可能性を向上させ、さまざまな業界に革命をもたらす大きな可能性を秘めています。ただし、これらの材料を研究室から実際のアプリケーションに拡大するという課題は、複数の要因を慎重に検討する必要がある複雑な取り組みです。業界が自己修復材料の利点をより大規模に活用しようとすると、生産、コスト、パフォーマンス、および実際の実装に関連する課題を乗り越える必要があります。実験室規模のプロトタイプから大量生産された自己修復材料への移行には、信頼性の高いパフォーマンスのためには大規模な生産バッチ全体で一貫した材料特性と自己修復機能を維持することが不可欠である、生産の拡大は材料コストに影響を与え、自己修復ソリューションの全体的な経済的実現可能性に影響を与える可能性がある、一部の自己修復材料は大規模に再現することが難しい複雑な製造プロセスを必要とする、製品の寿命全体にわたって自己修復特性が効果的であることを保証することは実際のアプリケーションにとって重要であるなど、いくつかの課題があります。これは、予測期間中の米国の自己修復材料市場の成長を妨げる可能性があります。

主要な市場動向

ナノ複合自己修復材料

材料科学の分野では、画期的なイノベーションが研究者、エンジニア、そしてナノ複合自己修復材料は、あらゆる業界で活用されています。これらの優れた材料は、耐久性の向上、廃棄物の削減、損傷の自動修復という独自の能力による持続可能性の促進により、さまざまな分野を再形成する可能性があります。ナノ複合自己修復材料の領域を掘り下げていくと、可能性の世界が広がり、製品や構造物が摩耗から回復し、環境への影響が軽減され、材料の寿命が延びる未来が約束されます。ナノ複合自己修復材料は、ナノ材料の並外れた特性と自己修復の概念を組み合わせたものです。これらの材料は、自然治癒プロセスを模倣して、自動修復することで損傷に対応するように設計されています。これは、熱、光、圧力などの特定の刺激にさらされると相互作用して結合を再形成できるナノ粒子、ポリマー、またはその他のコンポーネントを組み込むことで実現します。さらに、ナノ複合自己修復材料は、製品や構造物の寿命を大幅に延ばすことができるため、頻繁な交換の必要性が減り、リソースが節約されます。材料が軽微な損傷から回復できるようにすることで、これらの材料は廃棄物の発生を最小限に抑え、環境に優しく、循環型経済の原則に適合します。これに加えて、自己修復能力があるため、ナノ複合材料は従来の材料よりも摩耗や損傷、軽微な衝撃によく耐えることができます。ナノコンポジット自己修復材料を採用する産業やインフラは、メンテナンスや修理の費用が削減されるというメリットを享受できる可能性があります。

さらに、ナノコンポジット自己修復材料は、さまざまな業界でさまざまな用途に使用されています。たとえば、ナノコンポジット自己修復材料は、車両部品、航空機構造、さらにはタイヤの耐久性を高めてメンテナンスの必要性を減らし、安全性を高めることができます。自己修復コンクリートやその他の建築材料は、ひび割れを最小限に抑えて構造物の寿命を延ばし、持続可能なインフラに貢献します。自己修復材料は、電子機器に組み込んで軽微な損傷を修復し、ガジェットの機能寿命を延ばして電子廃棄物を削減できます。自己修復生地は衣類の耐久性を高め、ファストファッションの環境への影響を軽減します。自己修復材料は、医療機器、インプラント、薬物送達システムに応用でき、信頼性と安全性を向上させる可能性があります。さらに、ナノコンポジット自己修復材料は、ナノスケールのコンポーネントを使用することで、損傷後の機械的強度と修復能力をさらに高めることができる材料のクラスです。織り交ぜられたネットワークを持つナノ複合材料は、優れた引張強度、高靭性、高伸縮性、優れた治癒効率を示します。

バイオベースの自己修復材料の需要増加

環境意識と持続可能なソリューションの追求が特徴の時代に、バイオベースの自己修復材料の需要が高まっています。これらの革新的な材料は、自然の創意工夫と人間の創造性の融合を体現しており、持続可能性に向けた世界的な動きに沿って産業を変革する可能性を提供します。この需要が勢いを増すにつれて、バイオベースの自己修復材料は、製品の寿命を革命的に変え、廃棄物を減らし、より持続可能な未来に貢献する態勢が整っています。バイオベースの自己修復材料は、生物由来の成分と高度なエンジニアリング原理の融合です。生物の再生能力を反映し、損傷を自律的に修復する驚くべき能力を備えています。この新しいアプローチは、建設業や自動車産業から電子機器や消費者製品に至るまで、数多くの用途に大きな可能性を秘めています。

さらに、バイオベースの自己修復材料の需要は、従来の材料の環境への影響に対する懸念の高まり、二酸化炭素排出量と再生不可能な資源への依存を減らすことができる持続可能な代替品の需要の高まりなど、さまざまな理由により増加しています。バイオベースの自己修復材料は、材料が再利用、再製造、リサイクルされるように設計されているため、廃棄物を最小限に抑え、製品のライフサイクルを延長する循環型経済の原則と一致しています。これらの材料は再生設計の概念を体現しており、時間の経過とともに「自己修復」する製品を促進し、交換や修理の必要性を減らしています。より回復力があり費用対効果の高い材料を求める業界は、製品のパフォーマンスを向上させ、メンテナンス費用を削減するために、バイオベースの自己修復ソリューションに目を向けています。

さらに、バイオベースの自己修復材料には、コンクリートに統合できるバイオベースの自己修復材料など、さまざまな用途があります。

セグメント別インサイト

フォーム

フォームに基づくと、外因性セグメントは、2024～2028年の予測期間中に10.23%という最高の成長を記録すると予想されます。この成長は、道路、橋、建物などのさまざまなインフラストラクチャの靭性と寿命を向上させる可能性があるためであり、外因性自己修復材料は米国でますます人気が高まっています。これは、老朽化したインフラストラクチャを維持および修復するための持続可能で手頃なソリューションに対するニーズが高まっている米国では特に重要です。これとは別に、航空宇宙および防衛部門の成長が外在的自己修復材料の成長をさらに促進し、予測期間中の米国の自己修復材料市場の成長につながります。

最終用途の洞察

最終用途に基づくと、モバイルデバイスセグメントは、2024〜2028年の予測期間中に10.32％の最高の成長を記録すると予想されます。これは、スマートフォン、タブレット、ラップトップなどのスマートデバイスに対する需要が世界中で高まっていることに起因しています。モバイルデバイスが日常生活でより普及するにつれて、耐久性を向上させて寿命を延ばすための自己修復材料の必要性が高まっています。モバイルデバイス分野は高価値市場であり、消費者は耐久性と寿命が向上したデバイスにプレミアムを支払う用意があります。そのため、自己修復材料業界の企業にとって魅力的な市場となっています。そのため、企業は競合他社との差別化を図るために、常に革新的なソリューションを模索しています。たとえば、Apple と Samsung は、スマート デバイスにこれらの材料を使用して製品のプレミアム性を高め、収益性を高め、予測期間中に米国の自己修復材料市場の成長を促進しています。

地域別洞察

米国中西部の自己修復材料市場は、2024 ～ 2028 年の予測期間中に最も急速に成長すると予想されます。これは、需要の増加、政府の好ましい政策、研究開発活動の増加、巨大な市場の可能性、コスト上の利点、および航空機、宇宙船、衛星などの製造中に、製品の性能を向上させるために自己修復材料などの先進的な材料と技術が必要とされるためです。

最近の開発

• 2022年10月、ノースカロライナ州立大学の研究者は、構造物をサービスから外すことなくその場で自己修復できる新しい自己修復複合材料の開発を発表しました。これにより、自己修復材料の2つの長年の課題がさらに解決され、風力タービンブレードや航空機の翼などの構造部品の寿命が大幅に延長されます。
• 2022年3月、米国の国防高等研究計画局であるDARPAは、自己修復建築材料の開発に焦点を当てたプロジェクトを開始しました。バイオインスパイア修復として知られるこの取り組みは、老朽コンクリート建造物の修復（BRACE）プログラムは、生体に見られる自己修復能力を建設材料、特にコンクリートに統合することを目的としています。
• 2021年1月、ハンツマンアドバンストマテリアルズは、コーティング、接着剤、シーラント、複合材最終市場向けの特殊添加剤とエポキシ硬化剤の北米特殊化学メーカーであるガブリエルパフォーマンスプロダクツの買収をオーダックスプライベートエクイティから完了しました。
• 2020年5月、ハンツマンアドバンストマテリアルズは、工業用複合材、接着剤、コーティング市場にサービスを提供する北米特殊化学メーカーであるCVCサーモセットスペシャルティ（CTS）の買収を完了しました。

主要な市場プレーヤー

• ダウInc.
• Huntsman International LLC
• NEI Corporation
• High Impact Technology, LLC
• Autonomic Materials Inc.