Рынок аэрогелей в США сегментирован по типу (кремнезем, углерод, полимер и другие), по форме (одеяло, частицы, панели и монолиты), по обработке (исходные материалы, композиты и добавки), по применению (нефть и газ, строительство, транспорт, функциональные покрытия, дневное освещение и низковольтное электроснабжение и другие), по региону, конкуренция 2018–2028 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок аэрогеля оценивается в 218,88 млн долларов США в 2022 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 10,5% до 2028 года. Аэрогель представляет собой мезопористую твердую пену, которая создается путем замены жидкого компонента геля газом. Он состоит из взаимосвязанной наноструктурной сети с минимальной пористостью 50%. Несмотря на то, что аэрогель является твердым материалом, он демонстрирует исключительную пористость, легкость и низкую теплопроводность, что делает его идеальным выбором для изоляционных применений. Более того, аэрогелевые губки можно перерабатывать, что подчеркивает их экологичность и экономическую эффективность. Благодаря этим замечательным свойствам аэрогель находит разнообразное применение в таких отраслях, как нефтегазовая, аэрокосмическая, здравоохранение, электроника и строительная изоляция. Однако такие проблемы, как высокие производственные затраты и ограниченная механическая прочность, могут помешать росту рынка аэрогеля. С другой стороны, с постоянными достижениями в области материалов ожидается, что внедрение аэрогеля будет сопровождаться значительным ростом в таких секторах, как швейная промышленность, сельское хозяйство и энергетика, что будет способствовать расширению рынка. В частности, аэрокосмическая техника является одной из ключевых областей, извлекающих выгоду из уникальных свойств аэрогеля. Его низкая плотность и превосходные изоляционные свойства делают его идеальным материалом для изоляции космических аппаратов, поскольку он эффективно минимизирует потери тепла, предотвращает замерзание топливных магистралей и защищает электронику от экстремальных температур. Аэрогель уже продемонстрировал свою ценность в таких миссиях, как Mars Exploration Rover и миссия Stardust, где он сыграл решающую роль в сборе образцов из комы кометы.

Основные движущие силы рынка

Растущий спрос на аэрогель со стороны нефтегазовой промышленности

Растущий спрос на аэрогель со стороны здравоохранения

Аэрогели приобрели значительную популярность в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, строительство и энергетика. Однако сектор здравоохранения становится ключевым двигателем рынка аэрогелей в Соединенных Штатах. Этот растущий спрос подчеркивает потенциал аэрогелей в медицинских приложениях, обещая произвести революцию в уходе за пациентами и методах лечения. Соединенные Штаты, известные своим лидерством в здравоохранении и материаловедении, находятся на переднем крае этой трансформации. Спрос на аэрогели со стороны сектора здравоохранения в первую очередь обусловлен их уникальными свойствами, включая биосовместимость, термическую стабильность и потенциал для контролируемой доставки лекарств. Одним из наиболее перспективных применений аэрогелей в здравоохранении является заживление ран и тканевая инженерия. Пористая структура аэрогелей обеспечивает идеальную основу для роста клеток, что делает их бесценными в регенеративной медицине. Загружая их биоактивными молекулами, которые способствуют восстановлению и регенерации тканей, аэрогели ускоряют заживление ран и минимизируют рубцевание. Их биосовместимость и способность имитировать внеклеточный матрикс способствуют их успеху в тканевой инженерии. Аэрогели также обладают огромным потенциалом в революционных системах доставки лекарств. Нанопористая структура аэрогелей позволяет точно контролировать загрузку и скорость высвобождения лекарств. Инкапсулируя терапевтические агенты в аэрогели, исследователи могут разрабатывать целевые системы доставки лекарств, которые повышают стабильность лекарств, увеличивают продолжительность высвобождения и повышают эффективность лечения. Эта возможность особенно ценна в терапии рака, где контролируемая доставка лекарств сводит к минимуму побочные эффекты и максимизирует терапевтическое воздействие. В области медицинской диагностики аэрогели добиваются значительных успехов в качестве современных материалов для визуализации и датчиков. Их теплоизоляционные свойства делают их пригодными для использования в устройствах визуализации, требующих контроля температуры. Более того, большая площадь поверхности аэрогелей и их взаимодействие со светом способствуют повышению чувствительности датчиков в таких приложениях, как мониторинг уровня глюкозы и неинвазивная диагностика. Поскольку рынок аэрогелей в США развивается в соответствии с требованиями сектора здравоохранения, совместные усилия материаловедения и медицины готовы проложить путь для новаторских достижений, которые сформируют будущее здравоохранения.

Растущий спрос на аэрогель со стороны электронной промышленности

На фоне этой продолжающейся трансформации аэрогель стал значимым игроком в секторе электроники. Этот сверхлегкий материал обладает замечательными тепловыми и изоляционными свойствами. Рынок аэрогелей в США переживает существенный подъем из-за растущего спроса на аэрогель со стороны электронной промышленности. Тепловые интерфейсные материалы (TIM) на основе аэрогеля используются для улучшения теплопередачи между электронными компонентами и радиаторами. Снижая тепловое сопротивление на интерфейсе, эти материалы повышают общую эффективность и долговечность устройства. С ростом популярности носимых технологий и гибкой электроники аэрогель находит применение в качестве легкого и гибкого изоляционного материала, который не ухудшает производительность или гибкость устройства. Его можно легко интегрировать в конструкцию смартфонов и планшетов для улучшения терморегулирования, что особенно важно для высокопроизводительных процессоров, которые генерируют значительное количество тепла. Исключительные изоляционные возможности аэрогеля делают его идеальным выбором для систем светодиодного освещения, предотвращая накопление тепла и обеспечивая долговечность и эффективность светодиодов. Рост рынка электромобилей (ЭМ) в Соединенных Штатах также способствует повышению спроса на аэрогель. Эффективные системы терморегулирования необходимы для поддержания производительности аккумулятора и безопасности в ЭМ. Решения на основе аэрогеля обеспечивают легкое, но эффективное средство решения этих проблем, что еще больше стимулирует спрос на аэрогель.

Основные проблемы рынка

Высокие производственные затраты и проблемы масштабируемости

В последние годы в Соединенных Штатах растет интерес к технологии аэрогеля, обусловленный ее потенциальными экономическими выгодами и вкладом в устойчивые решения. Однако растущий рынок аэрогеля в США сталкивается со значительными проблемами, особенно с точки зрения высоких производственных затрат и проблем масштабируемости, которые могут помешать его росту и широкому внедрению. Аэрогели синтезируются с помощью скрупулезного процесса, который включает удаление жидкости из геля, в результате чего получается высокопористая структура с содержанием воздуха более 90%. Этот уникальный материал обладает замечательными свойствами, но их достижение сопряжено с затратами. Процесс производства требует специализированного оборудования, точного контроля температуры и давления, а также использования определенных химикатов. Следовательно, производственные затраты на аэрогели могут быть непомерно высокими, что приводит к росту общей цены на продукты, включающие технологию аэрогеля. Одним из основных факторов высокой себестоимости производства является необходимость сверхкритической сушки. Этот этап включает замену жидкости в структуре геля газом, как правило, диоксидом углерода, при близких или более высоких условиях температуры и давления. Эти условия не только энергоемки, но и требуют специального оборудования, что еще больше увеличивает стоимость. Кроме того, прекурсоры, используемые в синтезе аэрогеля, могут быть дорогими и включать сложные химические реакции. Хотя аэрогели продемонстрировали значительный потенциал в различных отраслях промышленности, достижение масштабируемости остается серьезной проблемой. Масштабирование производства для удовлетворения коммерческих потребностей при сохранении постоянного качества продукции является сложной задачей. По мере роста спроса производители должны найти способы рационализации производственного процесса, оптимизации использования материалов и снижения потребления энергии, чтобы сделать аэрогели экономически жизнеспособными в больших масштабах. Одним из заметных препятствий на пути к достижению масштабируемости является деликатная природа структур аэрогеля. Сложная пористая сеть, которая придает аэрогелям их исключительные свойства, может быть сложной для последовательного воспроизведения при переходе от мелкосерийного лабораторного производства к более крупным промышленным процессам. Изменения в скорости сушки, температурных градиентах и других параметрах могут привести к несоответствиям в качестве продукции, тем самым ограничивая массовое производство надежных аэрогелевых материалов.

Конкуренция со стороны устоявшихся альтернатив

Аэрогели могут быть дорогими в производстве из-за их сложных производственных процессов и используемого сырья. Напротив, традиционные изоляционные материалы, такие как стекловолокно и пена, предлагают более экономически эффективный и легкодоступный вариант. Эта разница в стоимости может отпугнуть потенциальных покупателей от принятия аэрогелей, особенно в чувствительных к цене отраслях. Более того, отрасли часто полагаются на материалы с проверенными показателями производительности и долговечности. Устоявшиеся альтернативы, такие как стекловолокно, минеральная вата и пенная изоляция, имеют долгую историю успешного применения, способствуя более высокому уровню доверия среди потребителей. Как относительно новые материалы, аэрогели могут столкнуться со скептицизмом относительно их долгосрочной производительности и надежности.

Основные тенденции рынка

Устойчивые решения и экологическая осведомленность

Экологическая осведомленность не только влияет на выбор потребителей, но и меняет приоритеты компаний. С растущей обеспокоенностью выбросами углерода и потреблением энергии отрасли активно ищут способы снижения своего экологического следа. Аэрогели, известные своими исключительными теплоизоляционными свойствами, стали центром инноваций в поисках энергоэффективных решений. Например, в строительном секторе исследователи разрабатывают изоляционные материалы на основе аэрогеля для повышения энергоэффективности зданий. Эти материалы эффективно минимизируют теплопередачу, тем самым снижая потребность в чрезмерном отоплении или охлаждении и, следовательно, снижая потребление энергии. Аналогичным образом, транспортная отрасль изучает потенциал аэрогелей для повышения топливной эффективности путем изоляции компонентов транспортных средств. Растущий спрос на продукты и технологии, соответствующие экологически сознательным ценностям, побуждает производителей и поставщиков на рынке аэрогелей разрабатывать устойчивые альтернативы. Эта тенденция дополнительно поддерживается государственными постановлениями и стимулами, направленными на повышение энергоэффективности и сокращение выбросов парниковых газов.

Сегментарные идеи

Тип

В 2022 году на рынке аэрогелей доминировал углерод, и, как ожидается, он продолжит расширяться в ближайшие годы.

Form Insights

В 2022 году на рынке аэрогелей доминировали частицы, и, как ожидается, в ближайшие годы он продолжит расти.

Загрузить бесплатный образец отчета

Regional Insights

Регион Среднего Запада зарекомендовал себя как лидер на мировом рынке аэрогелей.

Последние события

• В апреле 2019 года BASF SE и Aspen Aerogels расширили свое стратегическое сотрудничество по производству нового негорючего теплоизоляционного решения.
• В январе 2022 года корпорация Cabot объявила об использовании своего высокоизолирующего кремниевого аэрогеля при реставрации Матильденхёэ, колонии художников в Дармштадте, Германия, недавно внесенной в список Всемирного наследия ЮНЕСКО сайт.
• В апреле 2022 года компания Alkegen представила AlkeGel, свою новейшую запатентованную технологию. AlkeGel — это передовой материал, разработанный для защиты электромобилей и аккумуляторов от возгорания, а также для других промышленных применений в регулировании температуры. По сравнению с конкурирующими изоляционными материалами, AlkeGel от Alkegen демонстрирует исключительную теплопроводность, улучшенные тепловые характеристики и уменьшенную толщину изоляции.
• В сентябре 2022 года компания Armacell представила аэрогелевое изоляционное одеяло ArmaGel HTL. Это негорючее аэрогелевое одеяло специально разработано для промышленных применений, в которых приоритет отдается теплотехническим характеристикам, негорючести и смягчению коррозии под изоляцией.
• В марте 2019 года Aspen Aerogels объявила о расширении своего стратегического партнерства путем подписания дополнительного соглашения об эксклюзивном соглашении о поставках.

Ключевые игроки рынка

• Aspen Aerogels, Inc.
• Cabot Corporation
• Aerogel Technologies, LLC
• BASF SE
• JIOS Aerogel Корпорация
• Dow Inc.
• Thermablok Corporation