골드 나노로드 시장 - 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측, 유형별 세분화(LSPR 900nm 미만, LSPR 900nm 이상), 최종 사용자별(헬스케어 및 제약, 전자 및 반도체, 화학 및 재료 과학, 기타), 지역 및 경쟁별, 2019-2029F

시장 개요

글로벌 골드 나노로드 시장은 2023년에 1억 1,235만 달러로 평가되었으며, 2029년까지 16.45%의 CAGR로 예측 기간 동안 꾸준한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 골드 나노로드는 일반적으로 직경이 1~100나노미터 사이이며 길이는 종종 직경의 몇 배인 막대 모양으로 배열된 금 원자로 구성된 작은 구조물입니다. 이러한 나노로드는 특히 전자기 스펙트럼의 가시광선 및 근적외선 영역에서 크기와 모양에 기인한 고유한 광학적 특성을 가지고 있습니다. 이들은 정밀한 화학 기술을 사용하여 합성되어 고유한 특성에 영향을 미치는 특정 치수의 길쭉한 모양을 얻습니다. 특히, 이들은 가시광선에서 근적외선 범위 내에서 강력한 표면 플라스몬 공명(SPR)을 나타내므로 이미징, 감지 및 치료와 같은 광학 분야의 응용 분야에 가치가 있습니다.

표면 개질을 통해 금 나노로드를 생체 적합성을 높이고 생물의학 분야에서 표적 전달을 위해 맞춤화하여 다양한 생물학적 환경에서 안정성을 보장할 수 있습니다. 이들의 화학적 안정성과 산화 저항성은 실용적인 응용 분야에서 신뢰성을 더욱 향상시킵니다. 금 나노로드는 근적외선 범위에서 빛을 흡수하고 산란시키는 능력 덕분에 광열 요법과 같은 기술에 이상적이므로 암 치료, 진단 및 이미징과 같은 생물의학적 용도에 대해 광범위하게 연구되었습니다.

바이오 센싱 플랫폼에서 표면적 대 부피 비율이 높고 생체 분자로 기능화하기 쉽기 때문에 바이오마커와 병원균을 민감하게 감지할 수 있습니다. 촉매 작용에서 이들의 고유한 모양과 표면 특성은 산화 및 수소화 공정을 포함한 반응에서 촉매 활성을 높이는 데 기여합니다. 나노 제조 기술과 표면 화학의 발전은 잠재적인 응용 분야를 계속 확장하고 있습니다.

안전 및 환경 영향에 대한 규제 고려 사항이 과제를 제기하는 반면, 금 나노로드 시장은 틈새 시장으로 남아 있지만 다양한 산업에서 유망한 성장 전망을 보이고 있습니다. 지속적인 연구, 기술 발전 및 전략적 파트너십은 가까운 미래에 시장 확장을 주도하는 데 핵심이 될 것입니다.

주요 시장 동인

생물 의학적 응용 분야를 위한 R&D 증가

생물 의학적 응용 분야를 목표로 하는 연구 개발(R&D)에 대한 투자 증가는 금 나노로드에 대한 글로벌 시장 성장을 주도하는 데 핵심이 됩니다. 이러한 투자는 혁신적인 치료법, 향상된 진단 도구 및 중요한 의료 과제를 해결하기 위한 새로운 생물 의학적 솔루션의 길을 열고 있습니다. 금 나노로드는 빛을 열로 변환하는 능력(광열 요법에 활용)과 같은 고유한 특성을 가지고 있으며, 연구자들은 이를 활용하여 건강한 조직에 대한 손상을 최소화하면서 암 세포를 선택적으로 표적으로 삼는 고급 암 치료법을 개발하고 있습니다. 뮌헨 공과대학(TUM)의 연구원들은 TACSI(Thermally Activated Cell-Signal Imaging)라는 이름의 획기적인 마이크로로봇을 개발했습니다. 이는 이 종류로는 최초라고 주장합니다. 저널 Advanced Healthcare Materials에 소개된 이 새롭게 설계된 마이크로로봇 시스템은 원형이고 놀라울 정도로 얇습니다. 인간 머리카락의 약 절반 지름입니다. 조류에서 추출한 생체재료에 싸인 금 나노로드와 형광 발광 염료로 구성된 이 마이크로봇은 현재 시험관 내 응용 프로그램에 활용되고 있습니다. 개발자들은 이 마이크로봇 기술을 통해 개별 세포에 대한 표적 약물 전달을 포함한 잠재적인 혁신적 치료법을 구상하고 있습니다. 또한 금 나노로드는 약물이나 치료제를 신체 내 특정 부위에 효과적으로 전달하도록 수정할 수 있습니다.

금 나노로드는 특히 근적외선(NIR) 범위에서 강력한 광학적 특성을 나타내므로 이미징 응용 프로그램에 유용합니다. 광음향 이미징 및 광 간섭 단층촬영과 같은 이미징 기술의 대비를 높여 조직 시각화를 개선하고 조기 질병 감지를 가능하게 합니다. 상당한 R&D 노력이 생물의학적 용도를 위한 금 나노로드의 생체적합성과 안전성을 보장하기 위해 전념하고 있습니다. 여기에는 생물학적 시스템과의 상호 작용을 연구하고, 잠재적인 독성 위험을 평가하고, 생체 조직과의 안정성과 적합성을 향상시키는 방법을 개발하는 것이 포함됩니다.

2024년 5월, 생물제약 제조를 위한 고급 센서 기술을 전문으로 하는 회사인 ArgusEye는 약 280만 유로를 모금한 새로운 자금 조달 라운드를 성공적으로 완료했다고 발표했습니다. Voima Ventures가 이 라운드를 주도했고, 이전 Seed 투자의 지원을 계속한 Eir Ventures가 공동 리더십을 맡았습니다. 이 자금 지원은 ArgusEye가 새로운 생물의약품의 개발과 생산을 혁신하려는 노력을 가속화합니다. R&D 이니셔티브는 금 나노로드를 기반으로 한 생물의학 제품의 승인과 상용화를 확보하기 위한 규제 경로를 탐색하는 데 중점을 두고 있습니다. 이러한 포괄적인 노력은 다양한 생물의학 분야에서 금 나노로드의 응용 및 시장 확장을 발전시키는 데 있어 진행 중인 R&D의 중요한 역할을 강조합니다.

의료비 지출

의료비는 진단, 영상, 약물 전달 및 치료 분야에서 나노기술을 적용하여 혁신을 촉진하고, 기술을 발전시키고, 의료 문제를 해결함으로써 글로벌 나노로드 시장을 주도하는 데 중요한 역할을 합니다. 글로벌 의료비 지출 증가는 첨단 의료 기술과 치료에 대한 수요를 자극합니다. 나노로드, 특히 금 나노로드는 독특한 특성으로 인해 의료 진단, 영상 및 치료 분야의 혁신을 선도하고 있습니다.

Institute for Health Metrics and Evaluation의 보고서에 따르면, 2021년 미국에서 1인당 의료비는 평균 13,000달러였으며 2050년까지 20,200달러로 증가할 것으로 예상됩니다. 의료비 지출의 이러한 상승 추세는 암, 심혈관 질환 및 신경계 질환과 같은 만성 질환을 관리하는 데 대한 관심이 증가하고 있음을 강조합니다. 나노로드는 표적 약물 전달, 이미징 기능 향상, 치료적 응용 분야에서의 잠재력을 조사하고 있으며, 효과적인 만성 질환 관리의 필요성과 일치합니다.

의료비 지출은 또한 개인화된 치료 접근 방식을 강조하는 정밀 의학 전략의 개발 및 채택을 촉진합니다. 나노로드는 분자 및 세포 수준에서 치료 및 진단을 정확하게 타겟팅할 수 있으므로 정밀 의학 이니셔티브의 발전을 지원합니다.

세계적인 고령화 인구는 의료 시스템에 더 큰 요구를 부과하여 의료 서비스와 기술에 대한 투자가 증가합니다. 나노로드는 연령 관련 질병 및 상태에 대한 유망한 솔루션을 제공하여 채택 및 시장 확장을 더욱 촉진합니다.

주요 시장 과제

높은 생산 비용

높은 생산 비용은 글로벌 금 나노로드 시장에 상당한 과제를 제기합니다. 이러한 비용은 복잡한 합성 공정과 생산에 필요한 값비싼 원자재에서 비롯됩니다. 결과적으로 금 나노로드는 대량 또는 광범위한 사용이 필요한 응용 분야에 적합하지 않을 수 있습니다. 게다가 금 나노로드의 경쟁력은 저렴한 가격으로 유사한 기능을 제공하는 대체 재료나 기술에 비해 생산 비용이 높아서 방해를 받습니다. 이러한 과제는 다양한 산업에 걸친 시장 침투를 제한합니다.

실험실 수준에서 상업적 수준으로 생산을 확장하려면 장비, 시설 및 공정 최적화에 상당한 투자가 필요합니다. 확장에 필요한 초기 높은 투자는 특히 소규모 회사나 신생 기업이 시장에 진출하는 것을 막을 수 있습니다. 게다가 생산에 필요한 상당한 자원은 새로운 응용 분야를 탐색하거나 금 나노로드의 성능을 향상시키는 데 집중된 연구 개발 노력에서 자금을 빼돌릴 수 있습니다. 결과적으로 혁신이 느려져 새로운 시장 기회의 출현이 제한될 수 있습니다.

기술적 한계

금 나노로드 합성에는 온도, pH, 반응 시간과 같은 요소에 대한 정확한 제어가 필요한 복잡한 공정이 필요합니다. 이러한 매개변수의 변화는 생산 중에 나노로드 크기, 모양 및 특성의 불일치로 이어질 수 있습니다. 금 나노로드의 균일한 크기와 모양 분포를 보장하는 것은 생물의학적 진단 및 치료 전달과 같은 응용 분야에서의 성능에 매우 중요합니다. 이러한 일관성을 유지하는 데 있어 기술적 어려움이 나노로드의 재현성과 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 종자 매개 성장 방법의 편차는 차원적 변화를 초래하여 표적 치료에서의 광학적 특성과 효과에 영향을 미칠 수 있습니다.

금 나노로드는 pH 변화, 온도 변동 및 빛 노출과 같은 환경적 영향에 취약하여 다양한 조건에서 안정성을 보장하기 위한 조치가 필요합니다. 이러한 안정성은 다양한 분야에서의 실제적 응용에 필수적입니다.

금 나노로드의 표면을 분자 또는 생체 분자로 기능화하는 것은 특정 생물의학적 용도에 필수적입니다. 그러나 나노로드의 고유한 특성을 유지하면서 효과적이고 안정적인 기능화를 달성하는 데는 어려움이 있습니다. 예를 들어, 정확한 암세포 타겟팅을 위해 나노로드 표면에 타겟팅 리간드를 부착하려면 광학적 또는 치료적 품질을 손상시키지 않는 견고한 화학적 결합 기술이 필요합니다.

실용적인 장치나 시스템에 금 나노로드를 통합하려면 기존 기술 및 재료와의 호환성 문제를 해결해야 하는 경우가 많습니다. 기술적 고려 사항에는 장치 구성 요소 내에서 나노로드의 안정성을 보장하고 생물학적 시스템과의 상호 작용을 최적화하는 것이 포함됩니다. 예를 들어, 나노로드를 바이오센서에 통합하려면 센서 기판과의 호환성 문제를 극복하고 신호 감지 메커니즘을 개선해야 합니다.

주요 시장 동향

전자 분야의 새로운 응용 분야

금 나노로드는 강력한 플라스모닉 특성을 보이며, 이는 광학 센서와 광 검출기에 유용합니다. 예를 들어, 연구자들은 금 나노로드를 사용하여 특정 분자나 가스를 정밀하고 정확하게 감지하는 고감도 광학 센서를 고안했습니다. 이러한 센서는 나노로드가 나노스케일에서 빛과 상호 작용하는 능력을 활용하여 환경 모니터링 및 생물의학적 진단과 같은 분야에서 정확한 감지 및 분석을 가능하게 합니다.

금 나노로드는 터치스크린, 디스플레이 및 태양 전지에 사용되는 투명 전도성 필름에서의 잠재력에 대해서도 조사되고 있습니다. 전도성과 광학적 투명성으로 인해 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 기존 소재에 대한 실행 가능한 대안이 됩니다. 이러한 필름에 금 나노로드를 통합함으로써 제조업체는 두 가지 기능이 모두 필요한 응용 분야에 필수적인 높은 광학적 투명성을 유지하면서 전도성을 향상시킬 수 있습니다. 중국의 연구원들은 금 필름에 배치된 액정(LC)에 분산된 금 나노로드를 사용하여 유연한 적외선 메타물질 흡수체를 개발했습니다. 그들은 총 흡수 능력에 대한 이론적 분석을 수행하여 2024년에 Scientific Reports 저널에 연구 결과를 발표했습니다. 이 메타물질 흡수체는 유연성, 전방향 흡수, 광대역 기능 및 조정 가능성과 같은 주요 특징을 보여 고급 스마트 메타물질 장치에서 잠재적인 응용 분야를 나타냅니다.

금 나노로드는 유연하고 인쇄된 전자 제품의 제조 공정과 호환되어 웨어러블 장치, 스마트 섬유 및 유연한 디스플레이에 통합하는 데 도움이 됩니다. 유연성과 견고성으로 인해 컨포멀하고 구부러지는 전자 제품을 요구하는 응용 분야에 이상적입니다. 제조업체는 유연한 기판에 금 나노로드를 인쇄하거나 증착하는 확장 가능한 기술을 적극적으로 탐색하여 가전 제품과 IoT 장치에서의 활용을 확대하고 있습니다.

National Science Review에 최근 게재된 논문에서 연구자들은 핫 캐리어의 수송을 통해 표면 플라스몬을 동적으로 가역적으로 제어하는 연구를 자세히 설명했습니다. 이 연구는 금속 나노플라스몬의 빠른 응답과 반도체의 광전자 변조 기능을 통합합니다. 이 연구는 핫 전자를 광학적으로 여기시킴으로써 금 내의 전하 밀도를 조작하고 나노갭의 전도도를 조절하여 플라스몬 공명의 초고속 및 가역적 스위칭을 가능하게 합니다. 이 발전은 나노포토닉 칩의 광전자 스위치에 대한 중요한 프로토타입을 나타냅니다. 금 나노로드의 합성, 기능화 및 전자 장치로의 통합을 개선하는 것을 목표로 하는 연구 및 개발 이니셔티브에 대한 관심이 커지고 있습니다. 여기에는 새로운 제조 방법 탐색, 재료 특성 향상, 광범위한 상업적 응용 분야에 적합한 확장 가능한 제조 공정 확립이 포함됩니다.

세그먼트 통찰력

유형 통찰력

유형에 따라 900nm 미만의 LSPR이 글로벌 금 나노로드 시장에서 지배적인 세그먼트로 부상했습니다.

최종 사용자 통찰력

최종 사용자에 따라 Healthcare & Pharmaceuticals 세그먼트가 2023년 글로벌 금 나노로드 시장에서 지배적인 세그먼트로 부상했습니다. 금 나노로드의 고유한 광학적, 열적, 생체적합성 특성은 이를 의료 분야에서 진단, 치료 및 약물 전달 시스템을 발전시키는 다재다능한 도구로 만듭니다. 치료 결과와 환자 치료를 향상시킬 수 있는 잠재력은 이러한 중요한 분야에서 두드러진 역할을 하는 주요 원동력입니다. 금 나노로드는 약물이나 표적 리간드와 같은 다양한 분자로 맞춤화할 수 있어 특정 세포나 조직에 정확하고 표적화된 전달이 가능합니다. 생체적합성과 세포막을 투과하는 능력은 이를 치료제의 유망한 매개체로 자리매김합니다. 표적 약물 전달에 대한 이러한 접근 방식은 전신 독성을 줄이고 치료 효과를 증폭합니다. 지속적인 연구 및 개발 노력은 금 나노로드의 합성, 기능화 및 생물 의학적 응용 분야를 개선하는 데 중점을 두고 있습니다. 여기에는 안정성 향상, 타겟팅 기능 증강 및 새로운 치료 응용 분야 탐색이 포함됩니다. 이 분야의 지속적인 혁신은 의료 및 제약 산업 전반에 걸쳐 그 유용성을 확대합니다.

지역별 통찰력

지역별로 보면 북미가 2023년 글로벌 골드 나노로드 시장에서 지배적인 지역으로 부상했습니다. 이는 첨단 기술 전문성, 견고한 의료 인프라, 지원 규제 프레임워크, 강력한 시장 수요, 광범위한 연구 개발 노력에 기인할 수 있습니다. 북미는 특히 생명공학, 의료 및 나노기술 분야에서 기술 혁신과 연구의 중심지 역할을 합니다. 이러한 환경은 다양한 산업에서 골드 나노로드를 합성, 응용 및 상용화하는 데 상당한 진전을 이룹니다. 이 지역은 첨단 의료 인프라와 견고한 제약 부문의 혜택을 받고 있으며, 골드 나노로드는 약물 전달 시스템, 진단 및 치료와 같은 생물의학적 응용 분야에서 중요한 역할을 합니다.

최근 개발

• 2024년 6월, Sona Nanotech는 흑색종에 대한 최근 전임상 연구에서 수행한 바이오마커 분석 결과를 발표했습니다. 연구 결과에 따르면, 금 나노로드를 이용해 종양에 국소 열을 전달하는 표적형 온열 요법(THT)은 기존 종양을 효과적으로 감소시킬 뿐만 아니라 특정 조건에서 면역 체계를 활성화할 수 있는 잠재력이 있습니다. 이러한 면역 활성화는 새로운 종양 형성을 예방하는 데 역할을 할 수 있습니다.
• 2024년 한국과학기술원(KAIST)의 과학자들은 금 나노로드를 이용해 태양빛을 수동적으로 이용해 얼음을 녹일 수 있는 새로운 박막 코팅을 개발했습니다. 태양빛을 흡수하고 열을 생성하는 금 나노로드는 이 기술의 활성 구성 요소입니다. 연구원들은 특수 제조 기술을 통해 나노로드를 필름 내에서 고리 모양으로 배열해 표면의 얼음을 녹이는 능력을 크게 개선했습니다. 연구 결과는 Nature Communications 저널에 게재되었습니다.
• 2024년 3월, ArgusEye는 센서 플랫폼인 Auga에서 첫 제품을 출시했습니다. 금으로 코팅된 이 센서는 빛의 정확한 주파수에 반응하여 금이 알려진 속도로 진동하게 합니다. 혈액에서 흔히 발견되는 리간드는 철과 결합하여 산소 운반을 돕고, 이 센서에 부착됩니다. 금속에 물질을 결합하는 고유한 친화력으로 인해 이 리간드가 단백질을 포획하면 기본 금의 질량과 진동이 변경됩니다. 이러한 변화는 감지 가능하며 배치 구성에 대한 실시간 통찰력을 제공합니다. 

주요 시장 참여자

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