스마트 재료 시장 규모, 점유율, 성장 및 산업 분석, 유형별(압전 재료, 형상 기억 재료, 전기변색 재료, 형상 기억 폴리머, 열변색 재료 및 기타), 애플리케이션별(전자 산업, 자동차, 식품 및 음료, 생물의학 산업 및 기타) 및 2035년 지역 예측

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스마트 소재 시장 개요

글로벌 스마트 소재 시장은 2026년 66억 5천만 달러에서 2035년까지 122억 1천만 달러에 달하고, 2026~2035년 연평균 성장률(CAGR) 6.9%로 성장할 것으로 예상됩니다.

이 자료는 흥미로운 수업입니다.고급 재료때때로 매우 놀라운 속성을 가지고 있습니다. 이러한 소재는 환경 변화에 민감하게 반응한 후 특정 반응을 보이는 능력이 있습니다. 이러한 반응성은 형태 변화, 색상 변화, 전기 전도도 등 다양한 방식으로 고려될 수 있습니다. 예를 들어, 이러한 재료는 변형된 후에 원래의 모양을 회복하는 형상 기억 합금입니다. 압력과 같은 기계적 힘으로 전기를 생산할 수 있는 압전 재료; 인가된 전기장에 따라 색상이 변하는 전기 변색 물질 등이 있습니다. 이러한 재료는 항공우주 공학부터 의학, 로봇 공학에 이르기까지 모든 분야를 변화시켜 보다 효율적이고 적응력이 뛰어나며 반응이 빠른 시스템을 도입할 수 있습니다.

주요 결과

코로나19 영향

이동 제한으로 인해 시장 성장이 제한됨

글로벌 코로나19 팬데믹은 전례가 없고 충격적이었습니다. 시장은 팬데믹 이전 수준에 비해 모든 지역에서 예상보다 낮은 수요를 경험했습니다. CAGR 증가로 인한 급격한 시장 성장은 시장 성장과 수요가 팬데믹 이전 수준으로 복귀했기 때문입니다.

코로나19 대유행은 이 시장 동기에 전반적으로 부정적인 영향을 미쳤습니다. 코로나19 제약은 주로 폐쇄 및 이동 제한으로 인해 공급망을 혼란시켜 제조 부문에 영향을 미쳤습니다. 취약한 제조업과 전 세계적으로 낮은 거래량은 시장을 더욱 제한했습니다. 또한, 소비자 소비가 감소하고 이러한 소재로 개발된 제품과 같이 비필수 품목의 소비가 감소하는 소비자 지출 패턴이 변경되었습니다. 전반적인 글로벌 경기 둔화는 새로운 스마트 소재 기술 창출 및 상용화에 적용되는 연구 개발에 대한 신규 투자에도 영향을 미쳤습니다.

최신 트렌드

시장 성장을 촉진하는 나노기술

이 시장에는 많은 새로운 트렌드가 경험되고 있습니다. 그 중 하나는 강도, 전기 전도성 및 감도와 같은 향상된 특성을 가진 나노복합체를 생성하는 나노기술의 통합에 대한 경향이 높아지는 것입니다. 주요 추세 중 하나는 천연 유기 조직의 자가 치유 및 적응 능력을 보유한 생체 영감 소재의 중요성이 증가하고 있다는 것입니다. 또한 시장에서는 새로운 인식이 나타나고 있습니다. 많은 연구자들이 환경 손실을 줄이기 위해 스마트하고 친환경적이며 생분해성 소재를 연구해 왔습니다. 이와 함께 인공지능과 머신러닝의 발전으로 환경 조건에 따라 스스로 판단하고 성능을 최적으로 제어할 수 있는 차세대 스마트 소재 개발이 가능해지고 있다.

• Advanced Materials Association에 따르면 현재 제조업체의 44%가 산업용 응용 분야를 위한 자가 치유 폴리머에 중점을 두고 있습니다.

• 최소 침습적 시술을 향상시키기 위해 의료 기기 회사의 39%가 형상 기억 합금을 채택하고 있습니다.

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스마트 소재 시장 세분화

유형별

유형에 따라 시장은 압전 재료, 형상 기억 재료, 전기변색 재료, 형상 기억 폴리머, 열변색 재료 및 기타로 분류될 수 있습니다.

• 압전 재료: 이는 재료가 기계적으로 변형될 때 전하를 생성하는 능력(직접 압전 효과)을 나타내며 전기장 적용 시 기계적 변화(역 압전 효과)를 경험할 수도 있습니다. 이러한 특성으로 인해 센서(가속도계, 압력 센서), 액추에이터(마이크로 위치 지정 장치, 초음파 모터) 및 에너지 수확 장치(기계적 진동 에너지를 전기로 변환)와 같은 응용 분야에 적합합니다.

• 형상 기억 재료: 놀라운 "기억" 품질을 갖고 있으며 일단 모양이 변경되면 원래 모양으로 다시 정렬할 수 있습니다. 이러한 동작을 형상 기억 효과라고 하며 일반적으로 재료에 가해지는 온도나 응력의 변화에 ​​의해 발생합니다. 니티놀과 같은 스마트 소재는 현재 스텐트, 치과 교정용 와이어, 적응형 구조 및 스마트 구조와 같은 항공우주 응용 분야, 로봇 공학을 포함한 액추에이터에서 역할을 하고 있습니다.

• 전기 변색 재료: 전류에 따라 다양한 색상 및/또는 투명도 수준 간에 가역적으로 전환할 수 있습니다. 이 속성은 스마트 윈도우, 조정 가능한 광 투과율이 있는 패널, 디스플레이 및 눈부심 방지 레이어와 같은 응용 분야에 사용할 수 있는 자격을 갖추고 있습니다.

• 형상 기억 폴리머: 폴리머 재료에서 파생된 형상 기억 재료 그룹입니다. 형상 기억 효과가 있는 SMA가 있지만 비용, 처리 용이성 및 설계 유연성과 같은 경이로운 기능을 보유하는 경우도 많습니다.

• 열변색성 재료: 이 특성은 온도에 민감한 상품(기분 반지, 온도계), 지능형 의류(온도 조절 기능이 내장된 직물),건축 자재(온도 조절 기능이 내장된 스마트 윈도우) 열변색성 물질은 두 가지 주요 유형으로 분류될 수 있습니다. 열변색성(가역적이거나 비가역적일 수 있음): 열변색성 물질은 예를 들어 액정과 일부 유형의 열에 민감한 페인트(안료를 의미함)입니다.

애플리케이션 별

응용 분야에 따라 시장은 전자 산업, 자동차, 식품 및 음료, 생물 의학 산업 및 기타로 분류될 수 있습니다.

• 전자 산업: 센서, 액추에이터, 에너지 하베스팅을 포함한 전자 산업에서는 이러한 재료의 광범위한 응용이 두드러집니다. 압전 재료는 특히 마이크, 스피커 및 초음파 변환기 장치 내에서 널리 사용됩니다. 이러한 재료, 특히 형상 기억 합금은 미세 조정 및 미세 전자 기계 시스템용 액추에이터에 사용됩니다.

• 자동차: 현재 이러한 재료는 자동차의 성능, 안전성 및 편안함을 향상시키기 위해 자동차 부품에 채택되고 있습니다. 압전 재료는 연료 분사 장치, 다양한 종류의 센서 및 능동 서스펜션 시스템에 적용됩니다. SMA는 엔진 서스펜션, 배기 시스템, 안전 벨트 등과 같은 응용 분야에 사용됩니다.

• 식품 및 음료: 따라서 이러한 재료는 식품 및 음료 산업, 특히 포장, 가공 및 품질 보증 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. 지능형 포장은 저장된 제품의 품질을 결정하기 위해 온도, 습도 및 가스 환경에 대한 센서를 통합한 포장 시스템 형태입니다. 식품 가공 장비에 사용되는 자체 밀봉 용기 및 밀봉 밸브형상 기억 합금.

• 생물의학 산업: 이러한 재료는 향상된 장치 및 치료법을 만드는 데 사용되는 생물의학 산업에 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어 스텐트, 정형외과 임플란트, 최소 침습 수술에 사용되는 기구 등 형상 기억 합금은 다양한 용도로 사용됩니다. 압전물질은 초음파 영상기기, 약물 운반 장치, 뼈 재생 장치 등에 사용되어 왔다.

시장 역학

시장 역학에는 시장 상황을 명시하는 추진 및 제한 요인, 기회 및 과제가 포함됩니다.

추진 요인

시장 확대를 위한 경량화 및 에너지 효율적인 기술에 대한 수요 증가

스마트 재료 시장 성장의 주요 추진 요인 중 하나는 가볍고 에너지 효율적인 기술에 대한 수요 증가입니다. 항공우주, 자동차, 전자 산업에서는 손실을 줄이기 위해 에너지를 경량화하고 최소화하려는 경향이 크게 나타나고 있습니다. 형상기억효과, 압전성과 같은 특수한 특성을 지닌 이러한 재료는 이러한 목표를 달성하기 위한 새로운 아이디어를 도입하는 데 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 항공 분야의 형상 기억 합금은 강력한 경량 구조를 구성합니다. 압전 재료는 차량 및 전자 장치의 진동에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있습니다.

• 미국 에너지부에 따르면 에너지 효율적인 자재에 대한 수요 증가로 인해 건설 회사의 42%가 스마트 자재를 채택하게 되었습니다.

• 항공우주 및 자동차 산업에서의 사용 증가로 인해 기업의 40%가 압전 및 자기 변형 재료에 투자하게 되었습니다.

시장 발전을 위한 나노기술 및 생명공학의 발전

나노기술과 생명공학을 기하급수적으로 융합해 탄생하는 '스마트' 소재에 대한 관심이 뜨겁다. 예를 들어, 나노물질을 첨가하면 폴리머 매트릭스의 기계적, 전기적, 광학적 특성이 생성되거나 향상됩니다. 마찬가지로 자가 치유 소재, 스마트 소재, 생물학적 시스템에서 영감을 받아 자가 적응 특성을 지닌 소재 등이 개발되고 있습니다. 이러한 개선은 스마트 소재 사용 개발을 위한 새로운 기회를 열어주고 엄청난 시장 확장을 촉진하고 있습니다.

억제 요인

시장 성장을 촉진하는 데 드는 높은 비용

스마트 재료 시장 점유율은 여러 가지 제한 사항이 특징이며, 그 중 하나는 이러한 시장의 개발, 생산 및 구현의 결과로 발생하는 높은 비용입니다. 또한, 여러 가지 스마트 소재, 특히 나노기술 및 생명공학과 같은 최신 기술을 사용하여 개발된 소재에는 높은 수준의 연구 및 개발 노력이 필요합니다. 때로는 이러한 재료를 생산하는 데 시간과 비용이 많이 들 수 있습니다. 특히 고도로 숙련된 노동력과 장비가 필요하기 때문입니다. 또한 이러한 자재를 기존 통합 구조에 도입하는 경우 일반적으로 광범위한 변경 및 조정이 필요하므로 총 비용이 절감됩니다. 

• 국립과학재단(National Science Foundation)에 따르면 높은 생산 비용으로 인해 중소기업의 36%가 첨단 스마트 소재를 채택하지 못하고 있습니다.

• 제한된 표준화 및 테스트 프로토콜은 글로벌 공급망에 있는 제조업체의 33%에 영향을 미칩니다.

이 시장에서 기회를 창출하는 지능형 소재

기회

 

이 시장의 성장에 핵심적인 것으로 확인된 몇 가지 기회 요인이 있습니다. 지능형 소재는 전반적인 에너지 효율성을 높이고 환경에 대한 손실과 부정적인 영향을 줄임으로써 지속 가능한 미래 개발에 기여할 수 있는 큰 잠재력을 가질 수 있습니다. 예를 들어, 스마트 모션은 창문의 색조를 자동으로 변경하여 건물의 온도를 제어하고 에너지를 보존하는 기능을 의미할 수 있습니다. 이러한 재료는 유통기한을 단축시킬 가능성이 있는 제품과 그 구성요소를 폐기하여 폐기물을 줄일 수 있는 가능성이 있습니다. 즉, 이러한 재료는 천연 자원에서 에너지를 활용하는 경량 차량 및 장비와 같이 더 나은 지속 가능한 운송 수단을 설계하는 데 적용될 수 있습니다.

• 유럽 ​​재료 협회(European Materials Association)에 따르면 유연한 전자 장치에 대한 수요는 38%의 기업이 새로운 스마트 기판을 개발할 수 있는 기회를 열어줍니다.

 

• 웨어러블 장치와 의료 모니터링의 통합은 기업의 35%가 기능성 소재를 혁신하도록 지원합니다.

 

이 시장에 잠재적인 도전을 제기하는 스마트 재료의 테스트 및 특성화에 대한 표준 측정의 부재

도전

 

이 시장이 직면한 심각한 위협은 이러한 재료의 테스트 및 특성화에 대한 표준 측정이 없다는 것입니다. 이러한 재료의 특성으로 인해 구성, 준비 중 조건, 사용 조건에 따라 독특하고 종종 더 복잡한 특성을 가질 수 있습니다. 그러나 전극 제조 절차와 상수 결정 방법이 표준화되지 않은 경우 실제 응용 분야에서 이러한 재료의 효율성을 확인할 수 없습니다. 표준 참조 테스트가 없으면 엔지니어와 설계자에게 적합한 '신뢰할 수 있는' 벤치마크 데이터와 설계 벤치마크를 설정하는 데 어려움을 겪습니다. 

• 국제첨단재료위원회(International Advanced Materials Board)에 따르면 장기적인 내구성과 재료 피로는 생산자의 34%에게 문제를 야기합니다.

 

• 규제 승인 및 인증 지연은 전 세계 스마트 소재 제품 출시의 31%에 영향을 미칩니다.

 

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스마트 재료 시장 지역별 통찰력

• 북아메리카

북미 지역은 전 세계적으로 이 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하고 있습니다. 이러한 리더십은 연구 개발에 대한 막대한 투자, 똑같이 강력한 항공우주 및 방위 클러스터, 잘 발달된 제조 및 상업 기반의 결과입니다. 전문 분야에는 첨단 기술과 혁신이 포함됩니다. 이 설정을 통해 미래의 스마트 소재를 보다 쉽게 ​​채택하고 선도할 수 있습니다. 또한, 국내 최고 수준의 대학과 연구기관의 위상이 높아지고 있습니다.미국 스마트 소재 시장우수한 특성을 지닌 첨단 지능형 재료의 개발을 추진함으로써 재료 과학 및 공학 발명에서 부인할 수 없는 역할을 하고 있습니다.

• 유럽

유럽은 특히 기술 연구 및 개발, 특히 나노기술 및 생명공학에 중점을 두고 있는 이러한 재료의 또 다른 주요 시장입니다. 이 지역에는 이러한 물질의 연구 및 개발에 적극적으로 참여하는 여러 유명 연구 기관과 대학이 있습니다. 또한 언급할 만한 점은 유럽 연합 프레임워크의 지원과 연구자 및 산업계와의 협력을 통해 혁신을 촉진하는 프로젝트를 요구한다는 것입니다. 유럽에서 지속 가능성과 환경 보존에 대한 관심이 높아지면서 친환경적이고 에너지 효율적인 이러한 소재도 등장했으며, 이는 유럽이 시장에 미치는 영향을 더욱 설명합니다.

• 아시아

따라서 아시아는 엄청난 경제 성장, 제조 및 인프라 분야의 벤처 캐피털, 신기술 개발에 대한 집중을 바탕으로 이 시장 성장 측면에서 선도적인 지역으로 간주될 수 있습니다. 중국, 일본, 한국은 견고한 산업 배경과 낮은 생산 비용을 바탕으로 이러한 재료의 주요 생산국입니다. 이 지역의 스마트 소재 시장이 성장하는 것은 전자, 자동차, 헬스케어 산업에 스마트 기술이 점점 더 많이 통합되기 때문입니다. 또한, 연구개발 혁신에 대한 압력을 더욱 가중시키기 위해 아시아에서는 다양한 특성을 지닌 새로운 스마트 소재가 등장하고 있는 것으로 관찰되었습니다.

주요 산업 플레이어

혁신을 통해 스마트 재료 시장을 변화시키는 주요 업체

정점 형성 산업체는 연구, 혁신 및 시장 개발 계획에 대한 중요한 투자를 통해 이 시장에 활력을 불어넣었습니다. 이들 회사는 더 많은 특성을 지닌 우수한 스마트 소재를 만들고 도메인 다양성을 높이기 위해 추가 연구와 혁신에 지속적으로 자원을 바치고 있습니다. 그들은 또한 새로운 제조 공정을 적용하고 이러한 재료를 기존 구조에 추가함으로써 기술 개발 속도를 높이는 책임도 있습니다.

• Harris: 항공우주 및 방위 응용 분야를 위한 스마트 소재 솔루션을 제공하여 산업 프로젝트의 37%를 담당합니다.

• MURATA: 전 세계 전자 및 자동차 제조업체의 39%에 기능성 소재와 센서를 공급합니다.

또한 이러한 재료를 취급하는 회사는 파트너십 및 합병, 기업 인수, 산업 내 새로운 스마트 재료 침투를 위한 전면적인 마케팅을 통해 시장 침투 전략을 사용합니다. 이러한 활동은 현재 시장을 정의할 뿐만 아니라 연구 목표, 추가 개발 및 추세를 설정하여 이러한 재료 산업의 추가 발전을 지시합니다.

최고의 스마트 재료 회사 목록

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

산업 발전

2020년 2월:2020년 2월 Hexagon은 새로운 스마트 소재인 Intergraph Smart® Materials 10 출시에 대한 공식 선언을 했습니다. 이는 Hexagon의 시장을 선도하는 자재 및 계약 관리 시스템의 새 버전으로, 회사 제품 포트폴리오의 이정표가 되었습니다. Intergraph Smart® Materials 10 버전에는 향상된 데이터 관리 능력, 향상된 협업 기능 및 분석과 같은 고유한 기능이 포함되어 있습니다. 이러한 모든 발전은 자재 관리의 효율성 향상, 의사 결정 향상 및 모든 형태의 산업에 존재하는 비즈니스 운영 비용 절감이라는 전반적인 목표를 추구합니다.

보고서 범위 

이 보고서는 독자가 여러 각도에서 글로벌 스마트 재료 시장에 대한 포괄적인 이해를 얻을 수 있도록 돕는 것을 목표로 하는 과거 분석 및 예측 계산을 기반으로 하며 독자의 전략 및 의사 결정에 충분한 지원을 제공합니다. 또한 이 연구는 SWOT에 대한 포괄적인 분석으로 구성되며 시장 내 향후 개발에 대한 통찰력을 제공합니다. 향후 몇 년 동안 응용 프로그램이 궤적에 영향을 미칠 수 있는 동적 범주와 잠재적인 혁신 영역을 발견하여 시장 성장에 기여하는 다양한 요소를 조사합니다. 이 분석은 최근 추세와 역사적 전환점을 모두 고려하여 시장 경쟁사에 대한 전체적인 이해를 제공하고 성장 가능한 영역을 식별합니다.

이 연구 보고서는 양적 및 질적 방법을 모두 사용하여 시장 세분화를 조사하여 시장에 대한 전략적 및 재무적 관점의 영향을 평가하는 철저한 분석을 제공합니다. 또한 보고서의 지역 평가에서는 시장 성장에 영향을 미치는 지배적인 공급 및 수요 요인을 고려합니다. 주요 시장 경쟁업체의 점유율을 포함하여 경쟁 환경이 꼼꼼하게 자세히 설명되어 있습니다. 이 보고서에는 예상되는 기간에 맞춰진 독특한 연구 기술, 방법론 및 핵심 전략이 포함되어 있습니다. 전반적으로 이는 전문적이고 이해하기 쉽게 시장 역학에 대한 귀중하고 포괄적인 통찰력을 제공합니다.