Размер рынка 2D-карбидов и нитридов переходных металлов — по типу материала, методу синтеза, форме применения, анализу отрасли конечного использования, доле, прогнозу роста на 2025–2034 гг.

2D Карбиды переходных металлов Нитриды Объем рынка

Мировой рынок 2D-нитридов карбидов переходных металлов оценивался в 160,9 млн долларов США в 2024 году. Ожидается, что рынок вырастет со 194,8 млн долларов США в 2025 году до 1,13 млрд долларов США к 2034 году, увеличившись в среднем на 21,5%.

Растущий рынок передовых наноматериалов обусловлен глобальным спросом на электронику следующего поколения, накопители энергии и передовые композитные материалы. Двумерные материалы, или MXenes, уникальны своей металлической проводимостью, механической гибкостью и функционализацией поверхности. В недавнем отчете Министерства энергетики прогнозируется, что к 2030 году рынок аккумуляторных батарей вырастет более чем в десять раз, MXenes будут пользоваться большим спросом в качестве функциональных кабелепроводов.

Различные страны спешат коммерциализировать суперконденсаторы наряду с биомедицинскими и гибкими датчиками дисплея, которым потребуются эти сложные наноматериалы. MXenes также идеально подходят для этих биосовместимых преобразующих приложений. По оценкам Европейской комиссии, «к 2030 году на мировой рынок продуктов с наноматериалами будет приходиться более 15% промышленного производства», при этом MXenes будут стимулировать производство передовых композитов и электронных компонентов.

Частные и государственные расходы на НИОКР более агрессивно сосредоточены на 2D-материалах и уже привели к появлению недорогих решений. NSF также увеличивает финансирование материаловедения, достигнув более 400 миллионов долларов США в 2023 году. Инновации от академических институтов, ведущих к элегантным новым жилым проектам, в сочетании с исследовательскими центрами дают этой экосистеме возможность беспрепятственно внедрять MXenes в различные отрасли.

2D Тенденции рынка карбидов переходных металлов нитридов

Разработка гибкой и комфортной носимой электроники

По данным IDTechEx, рынок MXenes в настоящее время набирает многофункциональные, складные и совместимые с кожей датчики MXenes для здравоохранения, и, по прогнозам, к 2032 году объем «умного текстиля» превысит 60 миллиардов долларов США. Это связано с их исключительной проводимостью и механической гибкостью, что идеально подходит для датчиков. Этот прогноз демонстрирует долгосрочные возможности для рынка передовых гибких электронных устройств. Растущее внедрение гибкой электроники стимулирует инновации в области материалов.

Акцент на альтернативных материалах для более безопасного хранения энергии

MXenes стали смягчать вредные климатические воздействия благодаря своим суперконденсаторным способностям, быстрому переносу ионов и значительной зарядной способности. Международное энергетическое агентство (МЭА) указывает на рост спроса на аккумуляторы во всем мире на 35% в 2023 году. MXenes все чаще изучаются на предмет твердотельных и натрий-ионных аккумуляторов в электромобилях и сетевых накопителях из-за ужесточения требований к более экологичным материалам, способствующим переходу к чистой энергии.

Повышенное внимание, уделяемое учету в политике нетоксичных наноматериалов

Правительство все больше обеспокоено воздействием наноматериалов на здоровье и окружающую среду. MXenes имеют преимущество, потому что они менее токсичны, чем другие 2D-материалы, такие как оксид графена. Европейское химическое агентство (ECHA) расширяет сферу действия REACH, включив в нее соответствие требованиям наноматериалов, что вынудит промышленность использовать более безопасные материалы, такие как MXenes, например, в биомедицинских приложениях, фильтрации и покрытиях, где биосовместимость становится фактором беспокойства. 

Формулирование новых подходов в стратегии массового производства

Последние разработки в области синтетики, такие как травление без фтора и расплавленных солей, улучшили масштабируемость производства MXene. Наблюдатели приводят в качестве примера нетоксичные крупномасштабные производственные маршруты, которые появились в Science Advances (AAAS, 2022), утверждая, что провидение некоторых MXenes стимулировало поразительное отсутствие опасных побочных продуктов на 103%. Эти изменения не только снижают расходы, но и расширяют потенциал промышленного использования, что приведет к коммерческим инвестициям в аэрокосмическую, оборонную и электронную промышленность.

2D анализ рынка карбидов и нитридов переходных металлов

Сегмент MXenes на основе титана был оценен в 71,3 млн долларов США в 2024 году, и ожидается, что он увеличится на 20,9% CAGR в течение 2025-2034 годов.

• MXenes на основе титана, благодаря своей замечательной электропроводности, гидрофильности и слоистой структуре, полезной для хранения энергии, находятся в центре внимания как для исследований, так и для промышленности. Они широко используются для суперконденсаторов, экранов от электромагнитных помех (ЭМП) и биосенсоров. В Министерстве энергетики США отметили, что MXenes на основе титана использовались в более чем 65% опубликованных исследований инноваций, относящихся к аккумуляторам. Их недиффузия в других процессах увеличивает расход в электронике и оборонных системах, а также является щадящей по токсичности, улучшает их использование. 
  
• Интерес к MXenes на основе Nb, V и Mo растет из-за их каталитических и оптоэлектронных свойств. MXenes на основе тантала все еще находятся на ранней стадии исследований, но они являются перспективными для создания передовых покрытий, радиационной защиты и биомедицинской визуализации. Их модификация поверхности и низкотемпературный синтез были вялыми, но масштабирование продолжается. Ожидается, что редкие MXenes, как заявлено в инициативе Европейской комиссии Future Emerging Technologies, будут играть ключевую роль в развитии квантовых и наноэлектронных систем в течение следующего десятилетия.
  

Рынок 2D-нитридов карбидов переходных металлов из сегмента накопителей энергии оценивался в 47,2 млн долларов США в 2024 году по методу обработки, и ожидается, что он расширится до 26,4% CAGR в течение 2025-2034 годов.

• Благодаря своей сверхбольшой площади поверхности и отличной проводимости, MXenes стали неотъемлемой частью суперконденсаторов. Регулируемое расстояние между слоями обеспечивает более быстрый транспорт ионов, а также высокую эффективность заряда-разряда, что позволяет хранить энергию на уровне сети и использовать электромобили. Аналогичным образом, прогноз Международного энергетического агентства о том, что спрос на передовые материалы для хранения энергии, вероятно, вырастет в три раза к 2030 году, демонстрирует возможности масштабируемой интеграции MXene с коммерческими аккумуляторными системами.
  
• MXenes находятся на переднем крае инноваций благодаря своим многофункциональным свойствам в экологических, каталитических и биомедицинских приложениях. Они также могут способствовать адсорбции загрязняющих веществ, фототермической терапии и адресной доставке лекарств благодаря своим возможностям функционализации поверхности.
  
• Европейское агентство по окружающей среде заявляет, что более 60% новых патентов на наноматериалы в настоящее время имеют некоторые претензии, связанные с устойчивым развитием. В то же время изучаются композиты и покрытия, армированные MXene, для использования в легкой броне и на предмет коррозионной стойкости. Такая расширенная диверсификация ставит MXenes на перекресток развития технологий материалов и защиты окружающей среды.

Рынок 2D-нитридов карбидов переходных металлов в сегменте электроники и полупроводников был оценен в 55,2 млн долларов США в 2024 году и вырос на 20,7% в год с 2025 по 2034 год с долей рынка 29,6%.

• Исключительная электропроводность и химический состав гибкой поверхности MXenes делают их незаменимыми в электронной и полупроводниковой промышленности. Эти материалы оптимизируют производительность устройств в передовых чипах с точки зрения их интеграции, размера, управления температурой и даже миниатюризации. MXene имеет многообещающие перспективы в области полупроводников, Ассоциация полупроводниковой промышленности сообщила, что ожидается, что мировой спрос на полупроводниковую электронику и оптоэлектронные устройства будет расти более чем на 8% в год.
  
• Интеграция MXenes в энергетику, автомобилестроение и здравоохранение способствует развитию технологий аккумуляторов, биосенсоров и легких композитных материалов. Инновации в материалах, направленные на электромобили и устройства мониторинга здоровья, дополняются MXenes благодаря их повышенной плотности энергии MTW и биосовместимости. По оценкам Международного энергетического агентства, к 2030 году глобальная емкость аккумуляторов увеличится в пять раз, что в значительной степени поддержит использование MXenes в устойчивом транспорте и медицинских устройствах.
  
• MXenes одинаково востребованы в аэрокосмической и оборонной промышленности, природоохранных и научно-исследовательских институтах. Их коррозионная стойкость может быть полезна во многих областях, но особенно полезна для очистки воды и аэрокосмических материалов. Поддержка межотраслевых инноваций на основе MXenes стимулируется недавним отчетом Национального научного фонда, демонстрирующим тесное межотраслевое сотрудничество в области исследований наноматериалов, финансирование исследований выросло более чем на 20%.

Рынок нитридов карбидов переходных металлов 2D в США оценивался в 39,2 млн долларов США в 2024 году и, как ожидается, будет расти со среднегодовым темпом роста 21,9% в период с 2025 по 2034 год.

• Спонсируемые государством программы, ориентированные на исследования передовых материалов, очень заметны в США, а федеральное финансирование нанотехнологий за последние несколько лет превысило 1,8 миллиарда долларов США. Устойчивый сектор электроники и оборонной промышленности стимулирует инновационный спрос на специальные материалы, а их внутреннее производство, а также импортная деятельность делают страну центром международных инноваций.
  
• Китай занимает лидирующие позиции в разработке передовых материалов и довольствуется предлагаемыми ими услугами. Их электромобили, а также другие технологии возобновляемых источников энергии в значительной степени увеличивают потребление. Кроме того, Китай имеет большое значение на мировом рынке компонентов MXene, поставляя большую их часть в Азиатско-Тихоокеанский регион и Европу.
  
• Япония и Германия уделяют особое внимание точному производству и устойчивым технологиям, что стимулирует спрос на MXenes в автомобильной и электронной промышленности. Обе страны уделяют особое внимание созданию основы политики импорта и экспорта для содействия обмену технологиями. Акцент Германии на технологиях «зеленой» энергетики, подкрепленный политическими целями ЕС, увеличивает потребление передовых материалов в регионе.
  

2D карбиды переходных металлов нитриды нитридов

Мировые лидеры отрасли 2D-карбидов переходных металлов, нитридов вкладывают значительные средства в исследования и сосредотачиваются на инновационных продуктах, таких как накопители энергии, электроника и биомедицинские устройства. Например, компании Merck alpha и Sigma-Aldrich, которые являются одними из лидеров в области специальных химикатов, ежегодно получают более чем пятипроцентный устойчивый рост выручки благодаря своему ассортименту MXenes высокой чистоты и дополнительным наноматериалам. Их спектр специализаций по передовым исследованиям материалов из-за слияний также обостряет их рынок, и цитаты объясняют эти концепции.

Кроме того, компания 2D Materials Pte Ltd значительно расширила спектр своей продукции на основе ниобия MXenes, который также является титаном, в результате чего доминирует в Азиатско-Тихоокеанском регионе благодаря новаторским методам синтеза. Патентование новых методов синтеза MXene позволяет этим партнерам еще больше масштабироваться, тем самым ускоряя внедрение инноваций. Технологии, разработанные в рамках системы лицензирования офиса трансфера технологий Университета Дрекселя, позволяют быстро прогрессировать. ACS Material и Nanochemazone — это компании, которые по-прежнему концентрируются на специализированных дисперсиях MXene и композитных материалах, уделяя особое внимание электронике и катализу. Это объясняет, почему такие концепции поощряют исследования, инновации и усиление конкуренции.

2D карбиды переходных металлов нитриды компании рынка

Топ-5 лидеров отрасли 2D карбидов переходных металлов нитридов:

• Merck KGaA: Рыночная доля нитридов карбидов 2D переходных металлов в значительной степени контролируется подразделением Sigma Aldrich компании Merck KGaA, поскольку они уделяют особое внимание исследованиям и разработкам и синтезу материалов. Фирме удается сохранять лидирующие позиции в отрасли благодаря зависимости отрасли от MXenes высокой чистоты и других стратегических альянсов, которые они создали на рынке. 
  
• 2D Materials Pte Ltd: Азиатская компания 2D Materials Pte Ltd. отмечает свое присутствие в тройке ведущих игроков рынка благодаря своему пристальному вниманию к MXenes на основе титана и ниобия, а также своим новаторским подходам к синтезу. Эти факторы в сочетании с целенаправленной ориентацией на региональную экспансию, а также с акцентом на крупномасштабные поставки делают их конкурентоспособными в Азиатско-Тихоокеанском регионе. 
  
• Дрексель Университет сотрудничает с другими учреждениями, чтобы ускорить коммерциализацию новых технологий MXene. Их агрессивная стратегия с сотрудничеством, основанным на политике, позволяет тем, кто находится за пределами университета, использовать уже разработанные технологии, улучшая свои конкурентные позиции на рынках, ориентированных на инновации. 
  
• ООО «АСУ Материал»: Специализированные дисперсии MXene для электроники и биомедицинских приложений предоставлены. Широкая кастомизация, направленная на конкретные ниши, позволяет им привлекать клиентов и увеличивать свою долю на рынке. 
  
• Nanochemazone фокусируется на разработке стандартов качества и производительности посредством передовых стратегических партнерств, направленных на новые инвестиции в материалы и производство. Их ориентация на нишевые рынки, такие как катализ и сенсорные технологии, отличает их от конкурентов и позволяет им добиваться стабильного роста рынка.
  

2D Карбиды переходных металлов нитриды Новости отрасли

• 2021: Merck KGaA, немецкая химическая компания, продвинула коммерциализацию материаловедения, заключив эксклюзивную глобальную лицензионную сделку с Университетом Дрекселя на миллионы долларов. Соглашение предоставляет полные патентные права на технологии синтеза и применения MXene, которые позволяют технологически изготавливать 2D-материалы для использования в батареях и суперконденсаторах следующего поколения. 
  
• 2023: Новый литий-серный (Li-S) аккумулятор с покрытием MXene был разработан и протестирован Передовым технологическим институтом Samsung (SAIT), который заявил о прорывах в области плотности энергии этих батарей. Обладая возможностями в 2 раза большей плотности энергии по сравнению с литий-ионными батареями, электромобили с увеличенным запасом хода могут быть реализованы с использованием этих технологий. Батареи новой архитектуры рекламировались за значительно увеличенную емкость, преодолевая традиционные механизмы деградации.
  

Этот отчет об исследовании рынка 2D нитридов карбидов переходных металлов включает в себя углубленное освещение отрасли с оценками и прогнозами с точки зрения выручки (млн долларов США) и объема (килотонн) с 2021 по 2034 год для следующих сегментов:

Рынок, По типу материала

• MXenes на основе титана
  • Ti? C?
  • Ti? C
  • Ti? КН
  • Другие MXenes на основе титана 
• MXenes на основе ниобия
  • Примечание? C
  • Примечание? C?
  • Другие MXenes на основе ниобия
• MXenes на основе ванадия
  • В?К
  • V?C?
  • Другие MXenes на основе ванадия
• MXenes на основе молибдена
  • Мо? C
  • Другие MXenes на основе молибдена
• MXenes на основе тантала
  • Спасибо? C?
  • Другие MXenes на основе тантала
• Другие типы MXene

Рынок, методом синтеза

• Травление фтористоводородной кислотой (HF)
• Фторидная соль + травление HCl
  • LiF + HCl
  • NaF + HCl
  • KF + HCl 
• Другие комбинации фторидных солей
• Электрохимическое травление
• Травление расплавленными солями
• Другие методы синтеза

Рынок, по форме

• Порошок
• Дисперсия/чернила
  • Водные дисперсии
  • Дисперсии органических растворителей
  • Другие виды дисперсии
• Фильм
  • Отдельно стоящие пленки
  • Поддерживаемые фильмы
  • Другие типы пленок
• Композитные материалы
• Другие формы

Рынок, по применению

• Хранение энергии
  • Батареи
    • Литий-ионные аккумуляторы
    • Натрий-ионные аккумуляторы
    • Другие типы аккумуляторов
  • Суперконденсаторы
  • Другие приложения для хранения энергии
• Электроника и оптоэлектроника
  • Прозрачные проводящие пленки
  • Полевые транзисторы
  • Экранирование от электромагнитных помех (ЭМИ)
  • Другие области применения в электронике
• Датчики и биосенсоры
  • Применение газа 
  • Катализ
  • Электрокатализ
  • Фотокатализ
  • Другие применения каталитических технологий
• Экологическая реабилитация
  • Очистка воды
  • Сепарация газов
  • Другие экологические приложения
• Биомедицинское применение
  • Доставка лекарств
  • Биовизуализация
  • Фототермическая терапия
  • Другие биомедицинские приложения
• Композиты и покрытия
• Другие области применения

Рынок, по отраслям конечного использования

• Электроника и полупроводники
• Энергетика и электроэнергия
• Здравоохранение и фармацевтика
• Автомобилестроение и транспорт
• Охрана окружающей среды и очистка воды
• Аэрокосмическая и оборонная промышленность
• Научные исследования и академические круги
• Другие отрасли конечного потребления

Приведенная выше информация представлена по следующим регионам и странам:

• Северная Америка
  • США
  • Канада
• Европа
  • ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
  • Германия
  • Франция
  • Италия
  • Испания
  • Остальная Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Индия
  • Япония
  • Южная Корея
  • Австралия
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона 
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Аргентина
  • Мексика
  • Остальная часть Латинской Америки 
• MEA
  • ОАЭ
  • Саудовская Аравия
  • Южная Африка
  • Остальной Ближний Восток и Африка