世界の2D材料市場規模 - 材料別（グラフェン、六方晶窒化ホウ素）、エンドユーザー別（電子機器、エネルギー貯蔵）、地理的範囲別および予測

2D 材料の市場規模と予測

2D 材料の市場規模は 2024 年に 13 億 2,000 万米ドルと評価され、2031 年までに 62 億 3,000 万米ドルに達すると予測されており、2024 年から 2031 年にかけて CAGR 21.38% で成長します。

• 2 次元 (2D) 材料は、単層の原子で構成される興味深い化合物ファミリーです。金属やプラスチックなどの標準的な 3 次元材料とは異なり、2D 材料は次元性が低いため、優れた特性を備えています。最もよく知られている例の 1 つは、六角形の格子に編成された単層の炭素原子であるグラフェンです。グラフェン以外にも、遷移金属ジカルコゲニド (TMD) や黒リンなどの 2D 材料が大きな注目を集めています。
• 2D 材料は、エレクトロニクス、フォトニクス、エネルギー貯蔵、ヘルスケアなど、幅広い用途に使用されています。グラフェンは優れた電気伝導性を備えているため、透明導電性コーティング、フレキシブル エレクトロニクス、高速トランジスタの魅力的な候補となっています。一方、TMD は半導体特性を備えているため、トランジスタ、発光ダイオード (LED)、光検出器に適しています。さらに、2D 材料は、その大きな表面積と機械的柔軟性により、従来の材料よりも優れた利点が得られるため、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での使用が検討されています。
• 2D 材料の最も顕著な利点の 1 つは、優れた機械的、電気的、光学的特性です。たとえば、グラフェンは、極めて強く、柔軟で、軽量でありながら、最も薄い既知の材料です。 2D 材料の電気伝導率は銅を上回り、光学的に透明であるため、タッチスクリーンや太陽電池に最適な素材です。さらに、2D 材料は原子レベルの薄さの構造をしているため、特性を正確に制御でき、特定の用途に合わせたカスタマイズ設計が可能です。
• 2D 材料のもう 1 つの利点は、既存の製造プロセスと統合できることです。たとえば、グラフェンは化学蒸着 (CVD) などのプロセスを使用して合成し、さまざまな基板上に堆積できるため、一般的な半導体製造手順に適しています。この相互運用性により、既存の製造インフラストラクチャを大幅に変更することなく、2D 材料を次世代の電気デバイスに組み込む可能性が開かれます。

世界の 2D 材料市場のダイナミクス

世界の 2D 材料市場を形成する主要な市場ダイナミクスは次のとおりです。

主要な市場推進要因

• 研究開発の拡大主要産業と政府は、スケーラビリティとコスト効率を高めながら 2D 材料の用途の範囲を拡大するために研究開発に投資しています。製造技術の進歩は、製造コストが高く制限のある 2D 材料の製造に課題をもたらします。電子機器、エネルギー貯蔵、ヘルスケアなど、さまざまな用途での 2D 材料の需要が市場を前進させています。アジア太平洋地域では、2D 材料の成長を促進するセクターに大規模な投資が行われています。政府は環境に優しい基準と無公害規制をますます重視しており、これにより、さまざまな用途や幅広いセクターで 2D 材料の需要が高まると予想されています。エネルギー貯蔵、バイオメディカル技術、電子機器、複合材料とコーティング、廃水処理などの製造における 2D 材料が、2D 材料市場の成長を牽引しています。
• 技術の進歩 2D 材料市場の拡大は、技術の進歩と小型電気デバイスの需要によって推進されています。極薄の原子シートは、トランジスタなどの電気素子を作成するために不可欠です。小型電子機器とフレキシブル技術の需要が高まるにつれて、2D 材料市場は加速しています。モノのインターネットの台頭とウェアラブルの推進が勢いを増し、大きな成長の機会が生まれています。ナノテクノロジーが進歩し、より高品質の電子製品のニーズが高まるにつれて、2D 材料市場は恩恵を受けるでしょう。
• 持続可能性と環境への配慮 2D 材料は頑丈で軽量、エネルギー効率に優れているため、環境問題の解決に役立つ可能性があります。たとえば、グラフェンベースの材料は、再生可能エネルギー、汚染修復、浄水に使用するために研究されています。これらの分野では、環境保全と持続可能性への重点が高まっているため、2D 材料の需要が高まると予想されます。
• バイオメディカル アプリケーションの新たな機会 2 次元材料は、組織工学、バイオセンシング、薬物送達など、さまざまなバイオメディカル アプリケーション向けに研究されています。たとえば、グラフェンは生体適合性と細胞膜を介して医薬化合物を伝達する能力があるため、薬物送達システムで有望であることが示されています。 2D 材料の生物学的用途に対する需要は、この研究分野の進歩に伴い増加すると予想されます。

主な課題

• 高い材料コスト 2D 材料の製造コストは高く、製造プロセスの規模は限られています。さらに、標準化と制限により、2D 材料市場の拡大が妨げられています。このような場合、2D 材料業界における追加の新しい材料は課題に直面します。量子ドットやカーボンナノチューブなどの材料は 2D 材料市場の拡大を制限しますが、材料はテクノロジー分野で競争に直面しています。環境問題と技術の進歩は 2D 材料市場に困難をもたらし、さまざまなアプリケーションに具体的な影響を及ぼします。2D 材料の廃棄は環境に影響を与えます
• 高価格 従来の糸状フロスと比較して、ウォーターフロッサーは通常、特に高度な機能を備えたモデルでは価格が高くなります。このコストの差により、予算を重視する消費者がウォーターフロッサーに投資することを思いとどまらせ、市場の成長を制限する可能性があります。この課題に対処するために、メーカーは製品ラインナップを多様化して価格帯を幅広くし、さまざまな所得層の消費者が利用できるようにする必要があります。品質を犠牲にすることなく、より手頃なオプションを提供することで、メーカーはコストによる障壁を緩和し、価格に敏感な層の間でウォーターフロッサーの普及を促進できます。
• スケーラビリティと一貫性2D 材料の製造においてスケーラビリティと一貫性を実現することは依然として大きな課題であり、産業プロセスへのシームレスな統合を妨げています。大量に均一な品質を維持することは困難であり、広範な採用を妨げています。製造における一貫性のなさは、さまざまな用途でこれらの材料の可能性を最大限に活用する上での障壁となります
• 標準化の欠如さらに、2D 材料の開発における標準化の欠如は、各材料に独自の製造手順が必要であるため、問題を悪化させます。普遍的なアプローチがないため、ベストプラクティスや規制の枠組みを確立することが困難であり、産業環境での 2D 材料の進歩と採用がさらに妨げられています。さらに、シリコンやカーボンナノチューブなどの確立された材料との競争により、2D 材料には移行を正当化するための大きな利点を示すプレッシャーが加わり、既存のビジネスへの統合が複雑な状況になっています。

主要なトレンド

• 2D 材料ベースの製品の出現 製造技術が進歩し、商業化の取り組みが加速するにつれて、ますます多様な 2D 材料ベースの製品が市場に投入されています。これらの製品には、消費者向けデバイスやウェアラブル、工業用コーティング、バイオメディカル デバイスなどがあります。企業は 2D 材料の独自の機能を活用して、特定の市場のニーズや問題に対する新しいソリューションを生み出しています。生産コストが下がり、拡張性が高まるにつれて、2D 材料ベースの製品の使用は業界全体で増加し、将来の市場拡大を促進すると予測されています。
• 既存のテクノロジーとの統合 2D 材料に対する理解が深まり、生産技術がより拡張可能になるにつれて、これらの材料を現在のテクノロジーと製造プロセスに組み込む傾向が高まっています。この統合は、既存のデバイスとシステムの性能と有用性を向上させる必要性によって促進されます。たとえば、リチウムイオン電池にグラフェンを追加すると、エネルギー密度とサイクル寿命が向上し、グラフェンベースの複合材料を構造材料に組み込むと、機械的強度と導電性が向上します。
• アプリケーションの多様化 2D 材料は、電子機器、エネルギー貯蔵、ヘルスケア、航空宇宙、自動車など、さまざまな業界で使用されています。最もよく知られている 2D 材料であるグラフェンは、その優れた電気的、機械的、熱的特性について研究されており、フレキシブル電子機器、導電性コーティング、複合材料などのアプリケーションに最適です。遷移金属ジカルコゲニド (TMD) や六方晶窒化ホウ素 (h-BN) などの他の 2D 材料は、その独特の特性とオプトエレクトロニクス、センサー、触媒への応用により人気が高まっています。
• 共同研究イニシアチブ 学界、産業界、政府機関間のコラボレーションにより、2D 材料の可能性を最大限に引き出すことを目的とした研究開発イニシアチブが推進されています。官民パートナーシップ、研究コンソーシアム、政府の資金調達プログラムは、2D 材料業界における基礎的理解の強化、材料合成技術の改良、商業化の取り組みの加速を目的とした共同プロジェクトを推進しています。

グローバル 2D マテリアル市場の地域分析

グローバル 2D マテリアルのより詳細な地域分析は次のとおりです。市場

北米

• 北米の 2D 材料市場の優位性は、その堅調な成長軌道に総合的に貢献するいくつかの重要な要因によって推進されています。まず、この地域に複数の大手メーカーが存在することは、2D 材料の分野におけるイノベーションと生産のハブとしての地位を強調しています。これらのメーカーは、研究機関、熟練した労働力、高度なインフラストラクチャの豊富なエコシステムの恩恵を受けており、市場の需要を満たすために生産を効率的に開発および拡大することができます。
• 拡大する自動車生産量は、北米での 2D 材料の需要をさらに高めています。自動車業界が性能、効率、持続可能性を高めるために高度な材料を採用するにつれて、軽量複合材、センサー、エネルギー貯蔵システムなどのコンポーネントへの 2D 材料の応用はますます魅力的になっています。この傾向は、さまざまな自動車用途における 2D 材料の市場需要を引き続き牽引し、北米の主要市場プレーヤーとしての地位を強化すると予測されています。
• さらに、政府による有利な規制と、民間組織と政府組織の両方による投資の増加により、米国の 2D 材料市場の成長に適した環境が整えられています。先端材料の研究、開発、商業化を促進することを目的とした規制支援と資金提供イニシアチブは、この分野のイノベーションと投資を奨励しています。その結果、北米は 2D 材料市場の持続的な成長に向けて態勢を整えており、メーカーと関係者が地域の強みと市場動向を活用できる十分な機会があります。

アジア太平洋

• アジア太平洋地域は、いくつかの主要な要因により、予測期間中の売上高と収益の面で世界の 2D 材料市場をリードする態勢が整っています。まず、この地域には、中国、インド、日本、韓国など、世界最大かつ最も急速に成長している経済圏がいくつか存在します。これらの国々では、電子機器、自動車、エネルギーなどの産業で著しい成長が見られ、これらはすべて 2D 材料の主要消費者です。特に電子機器や自動車産業における製造業の拡大により、製品の性能と効率を高めるために 2D 材料などの先進材料の需要が高まっています。
• さらに、アジア太平洋地域は、材料科学とナノテクノロジーの研究開発のための強力なエコシステムの恩恵を受けています。日本や韓国などの国の一流大学、研究機関、政府支援の取り組みは、2D 材料のイノベーションを推進し、学界と産業界の連携を促進しています。この強力な研究インフラにより、この地域は新しい 2D 材料と技術の開発と商業化の拠点としての地位を確立しています。

世界の 2D 材料市場セグメンテーション分析

2D 材料市場は、材料、エンドユーザー、および地域に基づいてセグメント化されています。

2D 材料市場、材料別

• グラフェン
• 六方晶窒化ホウ素 (HBN)
• 遷移金属ジカルコゲニド (TMD)
• Mxenes

材料に基づいて、市場はグラフェン、六方晶窒化ホウ素 (HBN)、遷移金属ジカルコゲニド (TMD)、および Mxenes に分かれています。グラフェンは、最も広く研究され、市販されている 2D 材料であり、高い電気伝導性、機械的靭性、および透明性のために使用されています。その用途には以下が含まれます。 2D材料市場は、トランジスタ、透明電極、複合材料などの分野で広く使用されています。二硫化モリブデン（MoS2）や二硫化タングステン（WS2）などの遷移金属ジカルコゲニド（TMDC）は、光検出器、LED、トランジスタに最適な特定の光学的および電気的特性を持っています。絶縁性と優れた熱伝導性で知られる六方晶窒化ホウ素（h-BN）は、電気機器の熱管理や、他の2D材料を開発するための基板として使用されています。

2D材料市場、エンドユーザー別

• エレクトロニクス
• エネルギー貯蔵
• 複合材料
• 生物医学的用途

エンドユーザーに基づいて、市場はエレクトロニクス、エネルギー貯蔵、複合材料、生物医学的用途に細分化されています。エネルギー貯蔵は重要な領域であり、2D材料は次世代のバッテリーとスーパーキャパシタに期待されており、充電時間の短縮とエネルギー密度の向上が期待されています。さらに、複合材料やコーティングでは、これらの材料は強度や導電性などの特性を強化し、航空宇宙、自動車、建設業界での用途が見出されています。 バイオメディカルアプリケーションも注目を集めており、2D材料の生体適合性を活用して薬物送達や組織工学を行っています。 これらの分野を超えて、2D材料は浄水、触媒、環境修復などの分野で可能性を示しており、さまざまな業界にわたって広範囲にわたる破壊的可能性を示しています

2D材料市場、地域別

• 北米
• ヨーロッパ
• アジア太平洋
• その他の地域

地域分析に基づいて、世界の2D材料市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、その他の地域に分類されています。 北米地域は、2D材料の大きなシェアを占めると推定されています。 2022年現在、北米は市場で最大のシェアを誇り、支配的なプレーヤーとして浮上しています。この地位は、強力な研究機関の存在、航空宇宙やエネルギーなどの繁栄した産業、そして政府の多大な支援など、いくつかの要因に起因しています。これらの要素が相まって、革新と開発につながる環境が育まれ、北米は 2D 材料市場で主導的な地位を維持することができます

主要企業

「世界の 2D 材料市場」調査レポートは、世界市場に重点を置いた貴重な洞察を提供します。市場の主要企業は、 NanoXplore Inc.、Cabot Corporation、XG Sciences Inc.、GrapheneaHaydale、GraphenIndustries、Versarien2D-Tech、American Elements、ACS Material LLC、Thomas Swan & Co. Ltd.

当社の市場分析には、このような主要企業専用のセクションも含まれており、アナリストは、製品のベンチマークと SWOT 分析とともに、すべての主要企業の財務諸表に関する洞察を提供します。競争環境セクションには、上記のプレーヤーの主要な開発戦略、市場シェア、および市場ランキング分析も含まれています。

2D材料市場の最近の開発

• 2021年11月、シンガポールのチームが、乳がん細胞の検出に役立つ電流2D材料センサーを発見しました。この超高感度センサーは、がん細胞の電気信号を検出することができます。これは、2D材料を使用して乳がん細胞の電気信号を検出する最初の研究です。これらの材料は、その並外れた電子特性により、さまざまな分野で注目を集めています。
• 2020年7月、AppleはiPhone 12向けに新しい2D材料ベースのプロセッサを発表しました。
• 2021年6月、LG Chemは韓国で電気自動車用バッテリーのカソードを製造するカーボンナノチューブ工場を開設しました。
• 2021年3月、キャボットコーポレーションは、高性能CNTテクノロジーの最新の進歩を示すENERMAX 6シリーズのカーボンナノチューブ（CNT）を発売しました。 ENERMAX 6 は、キャボットのポートフォリオの中で最高性能の多層 CNT 製品としての地位を確立しています。

レポートの範囲

市場調査の調査方法