スマートマテリアルの市場規模、シェア、成長、業界分析、タイプ別（圧電材料、形状記憶材料、エレクトロクロミック材料、形状記憶ポリマー、サーモクロミック材料など）、用途別（電子産業、自動車、食品および飲料、生物医学産業など）および2035年までの地域予測

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スマートマテリアル市場の概要

世界のスマートマテリアル市場は、2026年の66億5,000万米ドルから2035年までに122億1,000万米ドルに達すると見込まれており、2026年から2035年の間に6.9%のCAGRで成長します。

これらのマテリアルは興味深いクラスです。先端材料時には非常に驚くべき特性を持っています。これらの材料は、環境の変化に敏感であり続け、その後、特定の反応を起こす能力を持っています。この応答性には、形状の変化、色の変化、さらには導電性など、さまざまな点が考慮されます。これらの材料は、たとえば、変形しても元の形状を取り戻す形状記憶合金です。圧電材料は、圧力などの機械的な力から電気を生成することができます。そして、印加された電場によって色を変えるエレクトロクロミック材料。これらの材料は、航空宇宙工学から医学、ロボット工学に至るあらゆる分野に変化をもたらし、より効率的で適応性があり、応答性の高いシステムを導入します。

主な調査結果

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の影響

移動制限により市場の成長は抑制

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の世界的なパンデミックは前例のない驚異的なものであり、市場ではパンデミック前のレベルと比較してすべての地域で需要が予想を下回っています。 CAGRの上昇を反映した市場の急激な成長は、市場の成長と需要がパンデミック前のレベルに戻ったことによるものです。

新型コロナウイルス感染症のパンデミックは、この市場動機に全体的に悪影響を及ぼしました。新型コロナウイルス感染症による制約は、主に工場閉鎖や移動制限によってサプライチェーンが混乱し、製造業に影響を及ぼしました。製造業の低迷と世界中での取引の減少により、市場はさらに限定されました。また、消費者消費が減少し、消費者支出パターンが変化し、これらの素材を使用して開発された商品などの非必需品の消費が減少しました。全体的な世界経済の減速は、新しいスマート材料技術の創出とその商業化に適用される研究開発への新たな投資にも影響を与えました。

最新のトレンド

市場の成長を促進するナノテクノロジー

この市場では多くの新しいトレンドが経験されています。その 1 つは、強度、導電性、感度などの特性が向上したナノ複合材料の作成につながるナノテクノロジーの統合への傾向の高まりです。大きな傾向の 1 つは、自然の有機組織の能力 (自己治癒力と適応力) を備えた、生物からインスピレーションを得たこれらの材料の重要性が高まっていることです。さらに、市場では新たな認識が見られます。多くの研究者は、環境の損失を減らすために、スマートで環境に優しい、生分解性の材料の研究に取り組んできました。これに伴い、人工知能や機械学習の進歩により、環境条件に応じて自己調整し、その性能を最適に制御する機能を備えた新世代のスマートマテリアルの開発が可能になりつつあります。

• Advanced Materials Association によると、現在メーカーの 44% が産業用途向けの自己修復ポリマーに注力しています。

• 形状記憶合金は、低侵襲処置を強化するために医療機器会社の 39% で採用されています。

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スマートマテリアル市場セグメンテーション

タイプ別

タイプに基づいて、市場は圧電材料、形状記憶材料、エレクトロクロミック材料、形状記憶ポリマー、サーモクロミック材料などに分類できます。

• 圧電材料: これらは、材料に機械的なひずみが加わると電荷を生成する能力 (直接圧電効果) を示し、また、電界を加えると機械的変化を経験します (逆圧電効果)。この特性により、センサー (加速度センサー、圧力センサー)、アクチュエーター (マイクロ位置決めデバイス、超音波モーター)、環境発電デバイス (機械的振動エネルギーを電気に変換する) などのアプリケーションに適しています。

• 形状記憶素材: 驚くべき品質の「記憶」があり、一度形状を変えても元の形状に戻すことができます。この挙動は形状記憶効果と呼ばれ、通常は温度または材料に加えられる応力の変化によって引き起こされます。ニチノールなどのスマート材料は、ステント、歯列矯正ワイヤー、適応構造やスマート構造などの航空宇宙用途、ロボット工学を含むアクチュエーターなどの用途で現在役割を果たしています。

• エレクトロクロミック材料: 電流に応じて、異なる色や透明度レベルを可逆的に切り替えることができます。この特性により、スマート ウィンドウ、調整可能な光透過率を備えたパネル、ディスプレイ、アンチグレア層などの用途での使用に適しています。

• 形状記憶ポリマー: ポリマー材料に由来する形状記憶材料のグループです。形状記憶効果のある SMA を備えていますが、多くの場合、コスト、加工の容易さ、設計の柔軟性などの驚異的な特徴を備えています。

• サーモクロミック材料: この特性は、温度に敏感な商品 (気分リング、温度計)、インテリジェント衣類 (温度制御機能が組み込まれた繊維)、および建設資材(温度制御機能を内蔵したスマートウィンドウ)。サーモクロミック材料は、主に 2 つのタイプに分類できます。 サーモクロミック材料は、可逆性または不可逆性です。 サーモクロミック材料は、たとえば、液晶やある種の感熱性塗料 (顔料を意味します) です。

用途別

アプリケーションに基づいて、市場は電子産業、自動車、食品および飲料、生物医学産業およびその他に分類できます。

• エレクトロニクス産業: これらの材料の幅広い用途は、センサー、アクチュエーター、環境発電など、エレクトロニクス産業で著名です。圧電材料は、マイクロホン、スピーカー、超音波トランスデューサー デバイス内での使用に特に人気があります。これらの材料、特に形状記憶合金は、微調整機能やマイクロ電気機械システム用のアクチュエータに使用されます。

• 自動車:現在、自動車の性能、安全性、快適性の向上を目的として、自動車部品にこれらの材料が採用されています。圧電材料は、燃料インジェクター、さまざまな種類のセンサー、アクティブ サスペンション システムに応用されています。 SMA は、エンジン サスペンション、排気システム、安全ベルトなどの用途に使用されます。

• 食品および飲料: したがって、これらの材料は食品および飲料業界、特に包装、加工、品質保証において数多くの用途を示しています。インテリジェントパッケージングは​​、保管されている製品の品質を判断するために、温度、湿度、ガス環境のセンサーを組み込んだパッケージングシステムの形式です。食品加工装置で使用される自動密封容器および密封バルブ形状記憶合金。

• 生物医学産業: これらの材料は、強化されたデバイスや治療法の作成に使用される生物医学産業に大きな影響を与えます。形状記憶合金には、ステント、整形外科用インプラント、低侵襲手術で使用される器具など、多くの用途があります。圧電物質は、超音波画像装置、薬剤輸送装置、骨再生装置などに使用されています。

市場力学

市場のダイナミクスには、市場の状況を示す推進要因と抑制要因、機会、課題が含まれます。

推進要因

市場拡大に向けた軽量化・省エネ技術への需要の高まり

スマートマテリアル市場の成長の主要な推進要因の1つは、軽量でエネルギー効率の高い技術に対する需要の増加です。航空宇宙、自動車、エレクトロニクス産業では、損失を削減するために軽量化とエネルギーの最小化に向けた大きな傾向が見られます。これらの材料は、形状記憶効果や圧電性などの特別な機能を備えており、これらの目標を達成するために新しいアイデアを導入するために使用できます。たとえば、航空分野で使用される形状記憶合金は、軽量で強力な構造を構築します。圧電材料は、車両や電子機器からの振動を強化するために使用できます。

• 米国エネルギー省によると、エネルギー効率の高い材料に対する需要の増加により、建設会社の 42% がスマート材料の採用を推進しています。

• 航空宇宙産業および自動車産業での使用の増加により、企業の 40% が圧電材料および磁歪材料への投資を奨励しています。

市場を発展させるナノテクノロジーとバイオテクノロジーの進歩

ナノテクノロジーとバイオテクノロジーを指数関数的に統合することによって作成される「スマート」材料には、多大な関心が寄せられています。例えば、ナノ材料を添加すると、ポリマーマトリックスの機械的、電気的、光学的特性が生成または強化されます。同様に、自己修復材料やスマート材料、あるいは生体システムからヒントを得た自己適応特性を備えた材料の開発が進められています。このような改善により、スマートな材料使用の開発に新たな機会が開かれ、市場の大幅な拡大が促進されます。

抑制要因

市場の成長を促進するための高コスト

スマートマテリアル市場シェアは多くの制約によって特徴付けられており、そのうちの1つは、これらの市場の開発、生産、実装の結果として発生する高コストです。さらに、いくつかのスマートマテリアル、特にナノテクノロジーやバイオテクノロジーなどの新しいテクノロジーを使用して開発されたスマートマテリアルには、高度な研究開発努力が必要です。これらの材料の製造には、特に高度な熟練労働者と設備が必要なため、時間とコストがかかる場合があります。さらに、これらの材料を既存の一体構造に導入する場合、通常、大規模な変更や調整が必要となるため、総経費の削減につながります。 

• 国立科学財団によると、高い生産コストにより、中小企業の 36% が先進的なスマート材料の採用を妨げています。

• 限られた標準化とテストプロトコルは、世界のサプライチェーンの製造業者の 33% に影響を与えています。

この市場にチャンスを生み出すインテリジェントマテリアル

機会

 

この市場の成長の鍵となるいくつかの機会要因が特定されています。インテリジェント材料は、全体的なエネルギー効率を高め、損失や環境への悪影響を軽減することで、持続可能な未来の発展に貢献する大きな可能性を秘めています。たとえば、スマート モーションとは、建物内の温度を制御しエネルギーを節約するために、窓の色合いを自動的に変更する機能を指します。これらの材料は、保存期間を短縮する可能性のある製品とそのコンポーネントを廃止する可能性があり、廃棄物が削減されます。さらに言えば、これらの材料は、自然源からのエネルギーを利用する軽量車両や機器など、より優れた持続可能な輸送手段の設計に応用できる可能性があります。

• 欧州材料協会によると、フレキシブルエレクトロニクスの需要により、38% の企業が新しいスマート基板を開発する機会が開かれています。

 

• ウェアラブル デバイスとヘルスケア モニタリングの統合により、企業の 35% が機能性材料の革新をサポートしています。

 

スマートマテリアルの試験と特性評価の標準的な手段が存在しないため、この市場に潜在的な課題が生じる

チャレンジ

 

この市場が直面している重大な脅威は、これらの材料の試験と特性評価の標準的な手段が存在しないことです。これらの材料の特徴により、その組成、製造中の条件、および使用される条件に応じて、独特の、より複雑な特性を持つことができます。ただし、電極の製造手順とその定数を決定する方法が標準化されていない場合、実際の用途におけるこれらの材料の有効性を判断することはできません。規格参照テストが存在しないことにより、エンジニアや設計者にとって適切な「信頼できる」ベンチマーク データや設計ベンチマークの設定も困難になります。 

• International Advanced Materials Board によると、長期耐久性と材料疲労が生産者の 34% にとって課題となっています。

 

• 規制当局の承認と認証の遅れは、世界中で発売されるスマート マテリアル製品の 31% に影響を与えています。

 

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スマートマテリアル市場の地域的洞察

• 北米

北米地域は、世界中でこの市場で最大のシェアを占めています。このリーダーシップは、研究開発への多額の投資、同様に強力な航空宇宙および防衛クラスター、およびよく発達した製造および商業基盤の結果として生まれています。その専門分野には、先進技術とイノベーションが含まれます。この設定により、将来のスマートマテリアルを採用し、先導することが容易になります。さらに、世界では一流の大学や研究機関が台頭しつつあります。米国のスマートマテリアル市場は、優れた特性を備えた高度なインテリジェント材料の開発を推進することにより、材料科学および工学の発明において否定できない役割を果たしています。

• ヨーロッパ

ヨーロッパは、これらの材料のもう一つの主要市場であり、特に技術研究開発、特にナノテクノロジーとバイオテクノロジーに重点が置かれています。この地域には大学だけでなく有名な研究機関も数多くあり、これらの材料の研究開発に積極的に参加しています。また、欧州連合の枠組みの支援と、研究者や産業界と協力してイノベーションを促進するプロジェクトの呼びかけも注目に値します。ヨーロッパでの持続可能性と環境保護に対する関心の高まりにより、環境に優しくエネルギー効率の高いこれらの材料も登場しており、この事実はヨーロッパが市場に与える影響をさらに説明しています。

• アジア

したがって、アジアは、その大規模な経済成長、製造およびインフラストラクチャにおけるベンチャーキャピタル、および新技術の開発への集中を背景に、この市場の成長という点で主導的な地域であると考えることができます。中国、日本、韓国はこれらの材料の主要な生産国であり、強固な産業背景と低生産コストを備えています。この地域でスマート材料市場が上昇しているのは、エレクトロニクス、自動車、ヘルスケア業界でのスマート技術の導入が増加しているためです。また、研究開発における革新への圧力をさらに高めるために、アジアが異なる特性を備えた新しいスマート材料を考案していることが観察されています。

業界の主要プレーヤー

イノベーションを通じてスマートマテリアル市場を変革する主要企業

頂点を形成する産業団体は、研究、イノベーション、市場開発計画への重要な投資によってこの市場を刺激しています。これらの企業は、さらなる特性を備えた優れたスマートマテリアルを作成し、分野の汎用性を高めるために、さらなる研究とイノベーションに常にリソースを投入しています。また、新しい製造プロセスを導入したり、既存の構造にこれらの材料を追加したりすることで、技術の開発速度を高める責任もあります。

• Harris: 航空宇宙および防衛用途向けのスマートマテリアルソリューションを提供し、業界プロジェクトの 37% にサービスを提供しています。

• 村田: 世界中のエレクトロニクスおよび自動車メーカーの 39% に機能性材料とセンサーを供給しています。

さらに、これらの材料を扱う企業は、新しいスマート材料を業界に浸透させるための本格的なマーケティングだけでなく、提携や合併、企業買収などを通じた市場浸透戦略を採用しています。これらの活動は、現在の市場を定義するだけでなく、研究目標、さらなる開発、トレンドを設定することで、これらの材料産業のさらなる発展を方向づけます。

スマートマテリアルのトップ企業のリスト

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

産業の発展

2020年2月:2020 年 2 月に、新しいスマート マテリアルとして Intergraph Smart® Materials 10 の発売について Hexagon から公式発表がありました。これは Hexagon の市場をリードする材料および契約管理システムの新バージョンであり、同社の製品ポートフォリオのマイルストーンとなります。 Intergraph Smart® Materials 10 バージョンには、改善されたデータ管理機能、強化されたコラボレーション機能、分析などの独自の機能が含まれています。これらすべての進歩は、資材管理の効率の向上、意思決定の強化、そしてあらゆる形態の産業に存在するビジネスの運営におけるコスト削減という全体的な目標に向けて努力することを目指しています。

レポートの範囲 

このレポートは、読者が世界のスマートマテリアル市場をさまざまな角度から包括的に理解するのに役立つことを目的とした歴史分析と予測計算に基づいており、読者の戦略と意思決定にも十分なサポートを提供します。また、この調査は SWOT の包括的な分析で構成されており、市場内の将来の発展についての洞察を提供します。それは、今後数年間の市場の軌道に影響を与える可能性のあるイノベーションの動的なカテゴリーと潜在的な分野を発見することにより、市場の成長に貢献するさまざまな要因を調査します。この分析には、最近の傾向と歴史的な転換点の両方が考慮されており、市場の競合他社を総合的に理解し、成長可能な分野を特定します。

この調査レポートは、定量的および定性的方法の両方を使用して市場の細分化を調査し、市場に対する戦略的および財務的観点の影響も評価する徹底的な分析を提供します。さらに、レポートの地域評価では、市場の成長に影響を与える支配的な需要と供給の力が考慮されています。主要な市場競合他社のシェアなど、競争環境が細心の注意を払って詳細に説明されています。このレポートには、予想される時間枠に合わせて調整された型破りな研究手法、方法論、主要な戦略が組み込まれています。全体として、市場のダイナミクスに関する貴重かつ包括的な洞察を専門的にわかりやすく提供します。