나노소재 시장 - 규모, 산업 점유율, 성장 추세 및 전망(2024~2031년)

소재 유형별:

나노소재 시장은 소재 유형에 따라 금속 기반 나노소재(구리 나노입자, 금 나노입자)와 은 나노입자), 탄소 기반 나노소재(그래핀, 나노튜브, 풀러렌), 나노클레이(몬모릴로나이트, 카올리나이트), 덴드리머(폴리아미도아민(PAMAM) 덴드리머, 스타버스트 덴드리머), 나노복합소재(폴리머 나노복합소재, 세라믹 나노복합소재 등).

소재 유형별 동향:

• 덴드리머는 암 치료를 위해 혈액 DNA 기반 나노입자를 전달할 수 있습니다.
• 나노복합소재는 기존 골프 클럽을 이전보다 더 가볍고 강하게 만들 수 있습니다.

탄소 기반 부문은 2023년 나노소재 시장 점유율 42.02%로 가장 큰 매출 점유율을 차지할 것입니다.

• 탄소 나노튜브와 같은 탄소 기반 나노소재 (CNT) 또는 그래핀은 뛰어난 인장 강도와 높은 유연성을 지니고 있어 다양한 분야에 활용될 수 있습니다.
• 뛰어난 전기 및 열 전도성을 지니고 있어 전자, 자동차, 항공우주 등 다양한 분야에 적합합니다.
• 코팅의 특성을 향상시켜 부식에 대한 저항성을 높여 내구성을 높입니다.
• 에너지 효율이 뛰어나고 복합 재료의 기계적 특성을 향상시키는 데 유용합니다.
• 2021년 Frontiers in Nanotechnology에서는 약물 전달 분야에서 탄소 기반 나노소재 활용의 효율성에 대해 논의했습니다. 이들은 다재다능한 나노캐리어이며, 산업 분야에서 확장성을 높이기 위한 연구 활동이 진행 중입니다.
• 따라서 분석에 따르면 이러한 소재의 사용은 나노기술을 발전시켜 시장을 주도할 잠재력이 있는 것으로 평가됩니다.

나노복합소재는 예측 기간 동안 가장 빠른 CAGR(연평균 성장률)을 보일 것으로 예상됩니다.

• 나노복합소재는 나노입자를 전체 매트릭스에 통합합니다. 이로 인해 재료 특성이 향상되어 가벼우면서도 강인하고 강도가 뛰어납니다.
• 차단성이 향상되어 포장 산업에서 유통기한 연장에 적합합니다.
• 나노 복합재는 재료 사용량과 탄소 발자국을 줄이는 데 중요한 역할을 하므로 지속 가능한 선택입니다.
• 나노 복합재는 내구성이 뛰어나고 특정 요구 사항을 충족하도록 특별히 설계되어 다용도로 사용할 수 있으며 환경 친화적입니다.
• 예를 들어, 국립 의학 도서관(NLM)은 나노 복합재 기반 전기화학 바이오센서가 유방암을 감지하고 치료할 수 있는 가능성을 보여주는 논문을 발표했습니다. 바이오마커 기반 진단은 나노복합소재가 표적 약물 전달, 바이오 이미징, 그리고 정확한 치료를 제공한다는 점에서 기존 초음파 검사법과는 큰 차이를 보입니다.
• 따라서 나노소재 시장 분석에 따르면, 나노복합소재의 확장성을 높이기 위한 연구 개발이 계속 진행되고 있습니다. 이는 이 시장에서 새롭고 빠르게 성장하는 기회로 이어질 것입니다.

제품 유형별:

이 시장은 제품 유형에 따라 나노입자, 나노섬유, 나노튜브, 나노클레이, 나노와이어.

제품 유형별 트렌드:

• 나노와이어는 시멘트나 의류와 결합되어 내구성과 경량성을 동시에 갖출 수 있습니다.
• 나노와이어와 같은 제품은 광 흡수율을 향상시키고 태양광 시스템의 효율을 높이는 데 매우 유용합니다.

나노입자는 2023년에 가장 큰 매출 점유율을 차지할 것입니다.

• 나노입자는 매우 다재다능하며 다양한 산업에 필수적입니다. 예를 들어, 화장품 부문은 이산화티타늄과 산화아연을 사용하는 반면, 전자 부문은 은 나노입자를 사용합니다.
• 백금과 같은 특정 나노입자는 화학 반응에서 촉매로 사용됩니다.
• 또한 광학적 특성을 가지고 있어 생체 의학 영상 분야에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 양자점이 있습니다.
• 예를 들어, 2024년 3월, 퍼듀 대학교 연구원들은 특허 출원 중인 나노입자를 개선하고 검증하여 종양에 대한 면역 치료 결과. 이 새로운 나노입자는 아데노신 삼인산(ATP)에 의해 증강되어 면역 세포(수지상 세포)가 종양 항원을 감지하고 훈련된 면역 세포를 유도하여 종양을 퇴치할 수 있도록 합니다.
• 따라서 나노입자는 스마트 기술의 지속 가능한 원천을 제공하므로 나노소재 시장에서 가장 큰 수익을 창출하는 부문을 형성합니다.

나노튜브는 예측 기간 동안 가장 빠르게 성장하는 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다.

• 탄소 나노튜브(CNT)라고도 하는 나노튜브는 강철을 능가하는 강도 대 중량비를 가지고 있습니다. 가볍지만 뛰어난 강도를 가지고 있어 항공우주 및 건설 분야에 필수적입니다.
• 높은 열전도도를 가지고 있어 방열 효율이 높습니다. 이는 배터리, 전자 제품 등에 유용합니다.
• 내구성을 높이고 강도를 향상시키는 능력으로 인해 보강재에 사용됩니다.
• CNT는 비용 효율적이며 배출 감소에도 도움이 되는 것으로 알려져 있습니다.
• 메릴랜드 대학교 볼티모어 카운티 캠퍼스의 한 연구에서는 꼬인 CNT가 더 효율적인 에너지 저장을 제공한다는 사실이 밝혀졌습니다. 연구진은 단일벽 CNT를 관찰한 후 이러한 결론을 내렸습니다. 꼬인 CNT가 기존 리튬 이온 배터리보다 단위당 더 많은 에너지를 제공하기 때문입니다. 이 연구는 Nature Nanotechnology에 게재되었으며, 초소형 전자장치용 에너지 저장 솔루션에 사용되는 CNT를 개선하는 방법을 보여줄 수 있습니다.
• 따라서 CNT 응용 분야의 혁신이 증가함에 따라 향후 CNT의 빠른 성장과 시장 확대 가능성도 높아집니다.

구조 유형별:

시장은 구조 유형에 따라 비고분자 유기 나노소재와 고분자 나노소재로 구분됩니다.

구조 유형별 동향:

• 2D 나노소재는 비표면적이 증가하여 정수에 사용될 수 있습니다. 영역.
• 이러한 물질은 식품 부패, 온도, 습도 등을 감지할 수 있는 지능형 포장재에 사용되고 있습니다.

비고분자 유기 나노소재는 2023년 가장 큰 매출 점유율을 차지할 것입니다.

• 비고분자 유기 나노소재는 매우 맞춤화된 내부 구조를 가지고 있습니다. 이러한 구조는 풀러렌과 같은 물질의 효과를 높여 다양한 응용 분야에 활용됩니다.
• 비고분자 유기 나노소재는 표면적이 넓고 광학적 및 화학적 특성을 조절할 수 있습니다. 이러한 특성은 다양한 기능화에 다재다능하고 가치 있게 활용될 수 있도록 합니다.
• 덴드리머나 리포좀과 같은 특정 소재는 약물 전달 시스템에 사용됩니다.
• 이러한 소재는 독성이 적고 분해성이 높도록 효과적으로 설계될 수 있어 지속가능성이 매우 높습니다.
• 따라서 분석에 따르면 나노기술에 대한 소비자의 인식이 높아짐에 따라 나노소재 시장 동향이 주도되고 있습니다.

고분자 나노소재는 예측 기간 동안 가장 빠르게 성장하는 연평균 성장률(CAGR)을 보일 것으로 예상됩니다.

• 나노겔과 같은 고분자 소재는 기능성을 향상시키고 다양한 환경에 적합하도록 기능화될 수 있습니다. 이를 통해 성능 수준이 향상되고 다재다능해집니다.
• 생체 적합성이 매우 뛰어나 의료 분야에 사용하기에 이상적입니다. 예를 들어, 조직 공학에서 세포 성장을 지원하는 세포외 기질을 복제하는 데 사용될 수 있습니다.
• 제품의 유통기한을 연장하고, 신선도를 유지하며, 습기와 산소로부터 보호할 수 있습니다.
• 예를 들어, MIT 화학 엔지니어들의 최근 연구에서 새로운 2D 고분자 재료인 폴리아라미드가 개발되었습니다. 가볍고 내구성이 뛰어난 소재로, 자동차 부품, 전자 제품 코팅뿐만 아니라 건축 자재에도 사용할 수 있습니다.
• 따라서 소비자에게 친환경 솔루션을 제공하기 때문에 향후 예측 기간 동안 가장 빠른 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

합성 방식별:

시장은 합성 방식에 따라 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 졸-겔 방식, 생물학적 합성, 기계적 밀링 등으로 세분화됩니다.

합성 방식 동향:

• 생물학적 합성으로 만들어진 나노소재는 농식품 폐기물 및 기타 생체 재료. 플라스틱 폐기물을 줄입니다.
• 음향파를 사용하여 캐비테이션을 발생시키고, 이를 통해 화학 반응을 촉진하여 나노 크기의 재료를 합성할 수 있습니다.

화학 기상 증착(CVD)은 2023년에 가장 큰 매출 점유율을 차지했습니다.

• 화학 기상 증착(CVD)은 다재다능하며 나노와이어, CNT 등 다양한 나노 크기의 재료를 생산할 수 있습니다.
• 재료의 정밀한 구성, 품질 및 두께를 제어하여 고성능을 구현합니다. 이 방법은 높은 균일성과 순도의 결과물을 생성합니다.
• 이 합성법은 확장성이 뛰어나 소규모 실험실뿐만 아니라 대규모 산업에도 이상적입니다.
• 2023년 6월, CVD Equipment Corporation은 OneD Battery Sciences로부터 전기 자동차(EV) 배터리에 사용될 수 있는 새로운 고성능 나노소재 생산에 대한 지시를 받았습니다. 이 신제품인 PowerCoat1104는 2023년 하반기에 유럽으로 출하되었으며 충전 속도가 빠릅니다.
• 따라서 CVD 방법은 재현성을 보장하므로 일관된 품질을 보장합니다. 이는 나노소재 시장 수요를 촉진합니다.

생물학적 합성은 예측 기간 동안 가장 빠르게 성장하는 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다.

• 생물학적 합성은 '녹색 합성'이라고도 불립니다. 박테리아나 조류와 같은 유기체를 이용하여 나노물질을 생산하기 때문입니다.
• 이 방법을 통해 합성된 나노물질은 생분해성이 뛰어나 약물 전달 및 기타 의료 분야에 매우 적합합니다.
• 은 나노입자와 같은 특정 유형의 나노입자는 항암 및 항균 특성을 가지고 있습니다.
• 이러한 합성 방법은 에너지 소비량이 적고 생산 비용이 낮아 비용 효율적입니다.
• 예를 들어, 전북대학교 연구진은 로즈마리 잎 추출물과 같은 유기물을 사용하여 나노물질을 제조하고 환원된 그래핀 산화물(GO)과 결합하는 데 성공했습니다. 은과 셀레늄 나노입자도 포함되었습니다.
• 따라서 생물학적 합성의 단순성과 확장성은 예측 기간 동안 가장 빠른 CAGR 성장을 가져올 것입니다.

최종 사용자 산업별:

시장은 최종 사용자를 기준으로 의료, 전기 및 전자, 에너지, 건설, 개인 관리 및 기타로 세분화됩니다.

최종 사용자 산업 동향:

• 탄소 나노튜브는 개인 맞춤형 의약품 큐레이션을 위해 효과적으로 개발되고 있습니다.
• 탄소 나노튜브(CNT)는 태양 전지와 조명의 효율성을 높이는 데 사용됩니다.

전기 및 전자 부문은 2023.

• 전자 제품의 소형화 추세가 증가하고 있습니다. CNT와 같은 나노 크기의 소재는 성능 저하 없이 더 작고 컴팩트한 전자 부품을 제작하는 데 도움이 됩니다.
• 탄소나노튜브(CNT)는 특히 웨어러블 기기의 유연성을 제공하기 때문에 전자 제품에 사용됩니다. 그래핀과 같은 소재는 뛰어난 전기 전도성을 제공하여 전자 제품의 내구성을 향상시킵니다.
• 또한 뛰어난 전기 전도성을 지녀 고속 및 대용량 장치에 이상적입니다.
• 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 특정 나노 크기의 소재는 코팅 시 투명성을 보장하며 OLED 디스플레이와 터치스크린에 필수적입니다.
• 예를 들어, 한국기계연구원(KIMM)은 최근 나노 투명 스크린(NTS)이라는 새로운 스크린을 개발했습니다. 이 100인치 화면의 투명도는 외부 자극에 따라 달라집니다.
• 따라서 분석에 따르면 전자 및 전기 분야는 이러한 소재를 활용하여 경쟁 우위를 확보하고 있으며, 이 시장에서 가장 큰 매출 부문을 차지하고 있습니다.

헬스케어는 예측 기간 동안 시장에서 가장 빠르게 성장하는 연평균 성장률(CAGR)을 보일 것으로 예상됩니다.

• 나노소재는 난용성 약물의 용해도를 높여 주요 질병에 대한 효율적인 치료법 개발에 도움을 줍니다.
• 또한 영상화제 및 바이오마커와 같은 혁신적인 진단 도구 개발에도 도움이 됩니다.
• 줄기세포의 성장과 분화를 촉진하여 줄기세포 치료의 전달 및 효과 향상에 기여합니다.
• 표적 약물이나 신체 면역에 효과적인 영향을 미치는 혁신적인 백신과 같은 나노의약품 개발에도 사용될 수 있습니다.
• 예를 들어, 미시간 주립대학교 연구진은 갑작스러운 뇌졸중이나 심장마비의 주요 원인인 동맥에 축적된 지방을 분해할 수 있는 특정 나노입자를 개발했습니다.
• 나노 기술을 통해 의료 분야를 혁신하기 위한 많은 노력이 진행됨에 따라, 나노소재 시장은 나노소재 시장에서 가장 빠른 성장률을 유지할 것으로 예상됩니다.

지역 분석:

분석 대상 지역은 북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카입니다.

아시아 태평양 지역의 2023년 시장 가치는 54억 1천만 달러였습니다. 또한 2024년에는 62억 4천만 달러 성장하여 2031년에는 194억 8천만 달러를 넘어설 것으로 예상됩니다. 이 중 중국이 43.2%로 가장 큰 매출 점유율을 차지했습니다.

아시아 태평양(APAC), 특히 중국, 한국, 일본, 인도 등의 국가는 IT 및 전자 산업의 글로벌 허브입니다. 나노 소재는 성능과 효율이 향상된 최신 전자 부품 생산에 중요한 역할을 하기 때문에 이 지역의 나노 소재 시장은 견실한 성장을 보이고 있습니다. 나노 스케일 소재에 대한 수요가 증가하고 있으며, 나노입자를 광범위하게 활용하는 대규모 소비자 기반을 보유하고 있습니다.

• 예를 들어, 2023년 8월, 일본과학기술종합연구소 연구진은 빛 에너지를 열로 효과적으로 변환할 수 있는 새로운 암 치료진단제를 개발했습니다. 이는 환자 체내 암세포 제거로 이어질 것입니다. 그들은 암 광면역 치료를 위해 순수 갈륨이나 GA 기반 합금과 같은 액체 금속 나노입자에 의존할 것입니다.

따라서 아시아 태평양 지역의 나노소재 시장 동향에 대한 역량은 글로벌 시장에 막대한 이점을 제공합니다.

북미 시장은 2023년 47억 4천만 달러에서 2031년 158억 달러 이상으로 성장할 것으로 예상되며, 2024년에는 54억 3천만 달러 증가할 것으로 예상됩니다. 북미, 특히 미국과 캐나다는 연구 및 기술 발전을 바탕으로 탄탄한 산업 기반을 갖추고 있습니다. 이들 국가의 연구소들은 정부 지원을 받아 나노기술 개발에 자원을 투자하여 산업 및 상업적 용도로 활용하고 있습니다.

유럽은 지속 가능한 개발과 친환경 기술 도입의 선두에 있습니다. 영국, 프랑스, ​​독일 등의 국가들은 생분해성이 뛰어나고 에너지 저장 및 환경 개선 효과를 제공하는 나노 소재를 활용하고 있습니다.

중동 및 기타 여러 국가에서 아프리카, 특히 걸프 지역은 화석 연료 의존도를 줄이기 위해 경제 다각화에 집중해 왔습니다. 이러한 추세는 카타르나 UAE와 같은 이들 지역 정부들이 경제 다각화 전략의 일환으로 나노기술과 같은 스마트 기술에 대한 투자를 장려하는 데 영향을 미쳤습니다.

라틴 아메리카의 농업 부문 또한 나노기술 도입의 혜택을 받고 있습니다. 나노 기술은 토양 건강 모니터링, 비료의 정밀 살포 등을 통해 작물 생산성을 향상시키고 지속가능성을 높입니다. 이는 작물 수확량 증가와 식량 안보 확보로 이어져 나노물질 시장 수요를 증가시킵니다.