Tamaño del mercado de materiales inteligentes, participación, crecimiento y análisis de la industria, por tipo (materiales piezoeléctricos, material de memoria de forma, materiales electrocrómicos, polímero de memoria de forma, materiales termocrómicos y otros), por aplicación (industria electrónica, automóvil, alimentos y bebidas, industria biomédica y otros) y pronóstico regional a 2035

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Descripción general del mercado de materiales inteligentes

Se espera que el tamaño global del mercado de materiales inteligentes fue de USD 6.22 mil millones en 2025, aumente a USD 6.65 mil millones en 2026, y se pronostica que alcanzará USD 12.21 mil millones para 2035, expandiéndose a una tasa compuesta anual de 6.9% durante todo el período.

Estos materiales son una clase interesante demateriales avanzadosque tienen propiedades que son bastante sorprendentes a veces. Estos materiales tienen la capacidad de permanecer sensibles a los cambios en el entorno y luego hacer una respuesta específica. Esta capacidad de respuesta puede considerarse de muchas maneras, incluido el cambio de forma, los cambios en el color e incluso la conductividad eléctrica. Estos materiales son, por ejemplo, aleaciones de memoria de forma, que recuperan su forma original después de ser distorsionados; materiales piezoeléctricos, que pueden producir electricidad a partir de fuerzas mecánicas como la presión; y materiales electrocrómicos que alteran el color de un campo eléctrico aplicado. Estos materiales pueden cambiar todos los campos desde la ingeniería aeroespacial hasta la medicina hasta la robótica, introduciendo sistemas más eficientes, adaptativos y receptivos.

Hallazgos clave

Impacto Covid-19

El crecimiento del mercado restringido debido a las restricciones al movimiento

La pandemia Global Covid-19 no ha sido sin precedentes y asombrosas, con el mercado experimentando una demanda más baja de la anticipada en todas las regiones en comparación con los niveles pre-pandémicos. El repentino crecimiento del mercado reflejado por el aumento en la CAGR es atribuible al crecimiento del mercado y la demanda que regresa a los niveles pre-pandemias.

La pandemia Covid-19 tuvo un efecto negativo general en los motivos de este mercado. Las restricciones de Covid-19 impactaron el sector manufacturero al interrumpir la cadena de suministro, principalmente afectada por las paradas y las restricciones sobre el movimiento. La industria de la fabricación débil y el comercio más bajo en todo el mundo limitaron aún más el mercado. Además, se redujo el consumo de consumo y cambió los patrones de gasto del consumidor por los cuales el consumo de artículos no esenciales, como los desarrollados con estos materiales, reducido. La desaceleración global general también afectó la nueva inversión en investigación y desarrollo aplicada a la creación de nuevas tecnologías de materiales inteligentes y su comercialización.

Últimas tendencias

Nanotecnología para impulsar el crecimiento del mercado

Hay muchas tendencias nuevas experimentadas en este mercado. Uno de ellos es la tendencia elevada hacia la integración de la nanotecnología que resulta en la creación de nanocompuestos con características mejoradas, como resistencia, conductividad eléctrica y sensibilidad. Una tendencia importante es la importancia creciente de estos materiales bioentripados que poseen las habilidades de los tejidos orgánicos naturales: la curación y la adaptación. Además, se ve una conciencia emergente en el mercado; Muchos investigadores han estado trabajando en materiales inteligentes, ecológicos y biodegradables para reducir la pérdida del medio ambiente. Junto con esto, el progreso en la inteligencia artificial y el aprendizaje automático es posible desarrollar una nueva generación de material inteligente que posee la capacidad de tomar decisiones autorreguladoras basadas en la condición ambiental y controlar de manera óptima su rendimiento.

• Según la Asociación de Materiales Avanzados, el 44% de los fabricantes ahora se centran en polímeros de autocuración para aplicaciones industriales.

• Las aleaciones de memoria de forma están siendo adoptadas por el 39% de las empresas de dispositivos médicos para mejorar los procedimientos mínimamente invasivos.

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Segmentación del mercado de materiales inteligentes

Por tipo

Basado en el tipo, el mercado se puede clasificar en materiales piezoeléctricos, material de memoria de forma, materiales electrocrómicos, polímero de memoria de forma, materiales termocrómicos y otros

• Materiales piezoeléctricos: estos exhiben la capacidad de producir una carga eléctrica cuando el material está tenso mecánicamente (efecto piezoeléctrico directo) y también experimentan un cambio mecánico en la aplicación de un campo eléctrico (efecto piezoeléctrico contrario). Esta característica los hace adecuados para aplicaciones como sensores (acelerómetros, sensores de presión), actuadores (dispositivos de posicionamiento de micro, motores ultrasónicos) y dispositivos de recolección de energía (conversión de energía de vibración mecánica en electricidad).

• Materiales de memoria de forma: tienen la increíble calidad de "memoria", y una vez que han sido remodelados, pueden volver a ordenarse a su forma original. Este comportamiento se llama efecto de memoria de forma y generalmente se produce por la variación en la temperatura o el estrés aplicado al material. Los materiales inteligentes como el nitinol juegan un papel actual en aplicaciones en stents, cables de ortodoncia, aplicaciones aeroespaciales como estructuras adaptativas y estructuras inteligentes, y en actuadores, incluida la robótica.

• Materiales electrocrómicos: pueden cambiar de forma reversible entre diferentes colores y/o niveles de transparencia dependiendo de la corriente eléctrica. Esta propiedad los califica para su uso en aplicaciones como ventanas inteligentes, paneles con transmisión de luz sintonizable, pantallas y capas antideslizantes.

• Polímeros de memoria de forma: son grupos de materiales de memoria de forma derivados de materiales poliméricos. Tienen SMA con efectos de memoria de forma, pero a menudo poseen características fenomenales como costo, facilidad de procesamiento y flexibilidad de diseño.

• Materiales termocrómicos: esta propiedad se puede utilizar para aplicaciones como mercancías sensibles a la temperatura (anillos de humor, termómetros), ropa inteligente (textiles con control de temperatura incorporado) ymateriales de construcción(ventanas inteligentes con control de temperatura incorporado). Los materiales termocrómicos se pueden clasificar en dos tipos principales: termocrómicos, que pueden ser reversibles o irreversibles: los materiales termocrómicos son, por ejemplo, cristales líquidos y algunos tipos de pinturas sensibles al calor, lo que significa pigmentos.

Por aplicación

Según la aplicación, el mercado se puede clasificar en la industria electrónica, automóviles, alimentos y bebidas, industria biomédica y otros

• Industria electrónica: una amplia gama de aplicaciones de estos materiales es eminente en la industria electrónica, incluidos sensores, actuadores y recolección de energía. Los materiales piezoeléctricos son especialmente populares en el uso dentro de micrófonos, altavoces y dispositivos de transductores ultrasónicos. Estos materiales, específicamente las aleaciones de memoria de forma, se utilizan en actuadores para una capacidad fina y sistemas microelectromecánicos.

• Automóvil: Actualmente, estos materiales se están adoptando en piezas automotrices en un intento por mejorar el rendimiento, la seguridad y la comodidad de los automóviles. Los materiales piezoeléctricos se aplican en inyectores de combustible, diferentes tipos de sensores y sistemas de suspensión activos. Las SMA se utilizan en aplicaciones como suspensiones de motor, sistemas de escape, correas de seguridad, etc.

• Alimentos y bebidas: por lo tanto, estos materiales presentan numerosos usos en la industria de alimentos y bebidas, especialmente en envases, procesamiento y garantía de calidad. El embalaje inteligente está en forma de sistemas de embalaje que han incorporado sensores para la temperatura, la humedad y los entornos gaseosos para determinar la calidad de los productos almacenados. Contenedores de autoconelación y válvulas de sellado en el uso de equipos de procesamiento de alimentosAleaciones de memoria de forma.

• Industria biomédica: estos materiales tienen un gran impacto en la industria biomédica, que se utiliza en la creación de dispositivos y tratamientos mejorados. Hay muchas aplicaciones de aleaciones de memoria de forma, por ejemplo, en stents, implantes ortopédicos e instrumentos utilizados en cirugía mínimamente invasiva. Las sustancias piezoeléctricas se han utilizado en instrumentos de imágenes ultrasónicas, aparatos de transporte de drogas y dispositivos regeneradores de huesos.

Dinámica del mercado

La dinámica del mercado incluye factores de conducción y restricción, oportunidades y desafíos que indican las condiciones del mercado.

Factores de conducción

Creciente demanda de tecnologías livianas y de eficiencia energética para expandir el mercado

Uno de los factores impulsores clave del crecimiento del mercado de materiales inteligentes es la creciente demanda de tecnologías livianas y de eficiencia energética. En las industrias aeroespaciales, automotrices y electrónicas, existe una tendencia significativa hacia el peso ligero y la minimización de la energía para reducir las pérdidas. Estos materiales, que poseen características especiales como los efectos de la memoria de forma y la piezoelectricidad, pueden usarse para introducir nuevas ideas para lograr estos objetivos. Por ejemplo, las aleaciones de memoria de forma en la aviación construyen estructuras livianas que son potentes; Los materiales piezoeléctricos se pueden usar para alimentar vibraciones de vehículos y electrónica.

• Según el Departamento de Energía de los EE. UU., El aumento de la demanda de materiales de eficiencia energética impulsa el 42% de las empresas de construcción a adoptar materiales inteligentes.

• El creciente uso en industrias aeroespaciales y automotrices alienta al 40% de las empresas a invertir en materiales piezoeléctricos y magnetostrictivos.

Avances en nanotecnología y biotecnología para avanzar en el mercado

Existe un tremendo interés en los materiales "inteligentes" que se crean mediante la integración exponencial de la nanotecnología con biotecnología. Por ejemplo, la adición de nanomaterial produce o mejora las propiedades mecánicas, eléctricas y ópticas de la matriz de polímero. De la misma manera, se están desarrollando material de autocuración y material o materiales inteligentes que tienen propiedades de autoadaptación inspirada a partir de sistemas biológicos. Dichas mejoras están abriendo nuevas oportunidades para el desarrollo de usos de materiales inteligentes y alimentando una tremenda expansión del mercado.

Factor de restricción

Alto costo para impulsar el crecimiento del mercado

La cuota de mercado de Smart Materials se ha caracterizado por una serie de restricciones, una de las cuales es el alto costo incurrido como resultado del desarrollo, producción e implementación de estos mercados. Además, varios materiales inteligentes, especialmente aquellos desarrollados utilizando tecnologías más nuevas como la nanotecnología y la biotecnología, necesitan altos niveles de investigación de investigación y desarrollo. A veces, la producción de estos materiales puede llevar mucho tiempo y costoso, especialmente porque requieren mano de obra y equipos altamente calificados. Además, al introducir estos materiales en las estructuras integradas existentes, generalmente se necesitan cambios y ajustes extensos, lo que causa un corte en los gastos totales. 

• Según la National Science Foundation, los altos costos de producción restringen el 36% de las pequeñas y medianas empresas de adoptar materiales inteligentes avanzados.

• Los protocolos de estandarización y prueba limitados afectan al 33% de los fabricantes en cadenas de suministro globales.

Materiales inteligentes para crear oportunidades en este mercado

Oportunidad

Hay varios factores de oportunidad que se han identificado que son clave para el crecimiento de este mercado. Los materiales inteligentes podrían tener un gran potencial para contribuir al desarrollo de un futuro sostenible al aumentar la eficiencia energética general y disminuir la pérdida y los efectos negativos en el medio ambiente. Por ejemplo, Smart Motion puede referirse a la capacidad de una ventana para cambiar automáticamente su tinte para controlar la temperatura y conservar energía en un edificio. Estos materiales tienen el potencial de derogar los productos y sus componentes que tienen el potencial de disminuir su vida útil, reduciendo así los desechos. Para el caso, estos materiales pueden aplicarse para diseñar medios de transporte mejores sostenibles, como vehículos livianos y equipos que aprovechan la energía de las fuentes naturales.

• Según la Asociación Europea de Materiales, la demanda de electrónica flexible abre oportunidades para que el 38% de las empresas desarrollen nuevos sustratos inteligentes.

 

• La integración en dispositivos portátiles y monitoreo de la salud respalda el 35% de las empresas para innovar materiales funcionales.

Ausencia de medidas estándar de prueba y caracterización de los materiales inteligentes para plantear un desafío potencial para este mercado

Desafío

Las amenazas significativas que enfrenta este mercado son la ausencia de medidas estándar de prueba y caracterización de estos materiales. Debido a las características de estos materiales, pueden poseer características únicas y a menudo más complicadas dependiendo de su composición, condiciones durante su preparación y condiciones en las que se utilizarán. Sin embargo, la efectividad de estos materiales en aplicaciones reales no se puede determinar cuando los procedimientos de fabricación de electrodos y los métodos para determinar sus constantes no están estandarizados. La ausencia de una prueba referenciada por la norma también pone en dificultad la configuración de datos de referencia "confiables" y puntos de referencia de diseño apropiados para ingenieros y diseñadores. 

• Según la Junta Internacional de Materiales Avanzados, la durabilidad a largo plazo y la fatiga material plantean desafíos para el 34% de los productores.

 

• La aprobación regulatoria y los retrasos en la certificación impactan el 31% de los lanzamientos de productos de material inteligente a nivel mundial.

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Smart Materials Market Regional Insights

• América del norte

La región de América del Norte ocupa la mayor participación en este mercado en todo el mundo. Este liderazgo es como resultado de grandes cantidades invertidas en investigación y desarrollo, un grupo aeroespacial y de defensa igualmente fuerte, y una base de fabricación y comercial bien desarrollada. Sus áreas de especialización incluyen tecnologías e innovación avanzadas; La configuración hace que sea más fácil adoptar y encabezar los materiales inteligentes futuros. Además, la creciente prominencia de las universidades de primer nivel e institutos de investigación en elMercado de materiales inteligentes de los Estados UnidosDesempeña un papel innegable en los inventos de ciencia e ingeniería de materiales al impulsar el desarrollo de materiales inteligentes avanzados con propiedades superiores.

• Europa

Europa es otro mercado importante para estos materiales con gran enfoque, especialmente en la investigación y el desarrollo tecnológicos, especialmente en la nanotecnología y la biotecnología. La región contiene una serie de organizaciones de investigación conocidas, así como universidades, que participan activamente en la investigación y el desarrollo de estos materiales. También es digno de mención el apoyo del Marco de la Unión Europea y exige proyectos para estimular la innovación en la cooperación con investigadores e industrias. Debido a una creciente preocupación por la sostenibilidad y la conservación del medio ambiente en Europa, estos materiales que son ecológicos y eficientes energéticamente también han surgido, un hecho que explica aún más el impacto de Europa en el mercado.

• Asia

Por lo tanto, Asia puede considerarse una región líder en términos de crecimiento de este mercado, respaldada por su crecimiento económico masivo, capital de riesgo en fabricación e infraestructura, y concentración en el desarrollo de nuevas tecnologías. China, Japón y Corea del Sur son los principales productores de estos materiales, que tienen una sólida formación industrial y un bajo costo de producción. El creciente mercado de materiales inteligentes en la región se debe a la creciente incorporación de tecnologías inteligentes en las industrias electrónicas, automotrices y de atención médica. Además, para agregar más presión para innovar en la investigación y el desarrollo, se ha observado que Asia está presentando nuevos materiales inteligentes con diferentes características.

Actores clave de la industria

Jugadores clave que transforman el mercado de materiales inteligentes a través de innovaciones

Las entidades industriales formativas de Apex avivan este mercado con importantes inversiones en investigación, innovación y planes de desarrollo del mercado. Estas empresas dedican constantemente sus recursos a una mayor investigación e innovación para crear materiales inteligentes superiores con características adicionales, así como aumentar la versatilidad del dominio. También tienen la responsabilidad de aumentar la tasa de desarrollo de la tecnología mediante la implicación de nuevos procesos de fabricación y la adición de estos materiales a las estructuras existentes.

• Harris: proporciona soluciones de materiales inteligentes para aplicaciones aeroespaciales y de defensa, que atiende al 37% de los proyectos de la industria.

• Murata: suministra materiales y sensores funcionales al 39% de los fabricantes electrónicos y automotrices en todo el mundo.

Además, las empresas que tratan en estos materiales emplean estrategias de penetración del mercado mediante la incorporación de asociaciones y fusiones, adquisiciones corporativas, así como marketing completo para la penetración de nuevos materiales inteligentes en las industrias. Estas actividades no solo definen el mercado actual, sino que también dirigen el desarrollo adicional de esta industria material al establecer objetivos de investigación, desarrollos adicionales y tendencias.

Lista de las principales compañías de materiales inteligentes

• Harris (U.S.)
• MURATA (Japan)
• Solvay (Belgium)
• Johnson Matthey (U.K.)
• Arkema (France)

DESARROLLO INDUSTRIAL

Febrero de 2020:Febrero de 2020 vio una declaración oficial de Hexagon sobre el lanzamiento de Intergraph Smart® Materials 10 como un nuevo material inteligente. Esta es una nueva versión del sistema de gestión de materiales y contratos líderes en el mercado de Hexagon, lo que lo convierte en un hito en la cartera de productos de la compañía. La versión InterGraph Smart® Materials 10 incluye características y funciones únicas, como habilidades mejoradas de gestión de datos, características de colaboración mejoradas y análisis. Todos estos avances buscan trabajar para una mayor eficiencia en la gestión de materiales, una mayor toma de decisiones y, por lo tanto, los objetivos generales de reducir los costos en las operaciones de las empresas que existen en todas las formas de industrias.

Cobertura de informes 

Este informe se basa en el análisis histórico y el cálculo de pronóstico que tiene como objetivo ayudar a los lectores a comprender el mercado global de materiales inteligentes desde múltiples ángulos, lo que también proporciona un apoyo suficiente a la estrategia y la toma de decisiones de los lectores. Además, este estudio comprende un análisis integral de SWOT y proporciona información para futuros desarrollos dentro del mercado. Examina factores variados que contribuyen al crecimiento del mercado al descubrir las categorías dinámicas y las áreas potenciales de innovación cuyas aplicaciones pueden influir en su trayectoria en los próximos años. Este análisis abarca tanto las tendencias recientes como los puntos de suministro históricos en consideración, proporcionando una comprensión holística de los competidores del mercado e identificando áreas capaces para el crecimiento.

Este informe de investigación examina la segmentación del mercado mediante el uso de métodos cuantitativos y cualitativos para proporcionar un análisis exhaustivo que también evalúa la influencia de las perspectivas estratégicas y financieras en el mercado. Además, las evaluaciones regionales del informe consideran las fuerzas dominantes de la oferta y la demanda que afectan el crecimiento del mercado. El panorama competitivo se detalla meticulosamente, incluidas acciones de importantes competidores del mercado. El informe incorpora técnicas de investigación no convencionales, metodologías y estrategias clave adaptadas para el marco de tiempo anticipado. En general, ofrece ideas valiosas e integrales sobre la dinámica del mercado profesionalmente y comprensiblemente.