智能材料市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（压电材料、形状记忆材料、电致变色材料、形状记忆聚合物、热致变色材料等）、按应用（电子工业、汽车、食品和饮料、生物医学工业等）以及到 2035 年的区域预测

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智能材料市场概览

全球智能材料市场预计将从 2026 年的 66.5 亿美元增长到 2035 年的 122.1 亿美元，2026 年至 2035 年复合年增长率为 6.9%。

这些材料是一类有趣的材料先进材料有时具有相当惊人的特性。这些材料有能力对环境的变化保持敏感，然后做出特定的反应。这种响应能力可以在很多方面体现出来，包括形状变化、颜色变化，甚至导电性。例如，这些材料是形状记忆合金，在扭曲后会恢复原来的形状；压电材料，可以通过压力等机械力产生电力；以及通过施加的电场改变颜色的电致变色材料。这些材料可以改变从航空航天工程到医学再到机器人技术的各个领域，引入更高效、适应性和响应能力更强的系统。

主要发现

COVID-19 的影响

由于行动限制，市场增长受到限制

全球 COVID-19 大流行是史无前例的、令人震惊的，与大流行前的水平相比，所有地区的市场需求都低于预期。复合年增长率的上升反映了市场的突然增长，这归因于市场的增长和需求恢复到大流行前的水平。

COVID-19 大流行对该市场动机产生了总体负面影响。 COVID-19 的限制通过扰乱供应链来影响制造业，主要受到停工和行动限制的影响。制造业疲软和全球贸易量下降进一步限制了市场。此外，消费者消费减少并改变了消费者支出模式，从而减少了非必需品（例如用这些材料开发的产品）的消费。全球经济整体放缓还影响了用于新型智能材料技术创建及其商业化的新研发投资。

最新趋势

纳米技术推动市场增长

这个市场出现了许多新趋势。其中之一是纳米技术集成的趋势不断增强，从而产生具有改进特性（例如强度、导电性和灵敏度）的纳米复合材料。一个主要趋势是这些具有天然有机组织能力（自我修复和适应能力）的仿生材料变得越来越重要。此外，市场上正在出现一种新的意识；许多研究人员一直致力于开发智能、环保和可生物降解的材料，以减少对环境的损失。与此同时，人工智能和机器学习的进步使得开发新一代智能材料成为可能，该材料具有根据环境条件做出自我调节决策并优化控制其性能的能力。

• 据先进材料协会称，44% 的制造商现在专注于工业应用的自修复聚合物。

• 39% 的医疗器械公司正在采用形状记忆合金来增强微创手术。

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智能材料市场细分

按类型

根据类型，市场可分为压电材料、形状记忆材料、电致变色材料、形状记忆聚合物、热致变色材料等

• 压电材料:当材料受到机械应变（正压电效应）时，它们表现出产生电荷的能力，并且在施加电场时也会经历机械变化（逆压电效应）。这一特性使其适用于传感器（加速度计、压力传感器）、执行器（微型定位设备、超声波电机）和能量收集设备（将机械振动能转换为电能）等应用。

• 形状记忆材料:它们具有惊人的"记忆"品质，一旦被重塑，它们可以将自己重新排列回原来的形状。这种行为称为形状记忆效应，通常是由施加到材料上的温度或应力的变化引起的。镍钛诺等智能材料目前在支架、正畸导丝、自适应结构和智能结构等航空航天应用以及包括机器人在内的执行器中发挥着重要作用。

• 电致变色材料:可以根据电流在不同颜色和/或透明度级别之间可逆地切换。这一特性使其适合用于智能窗户、具有可调光传输的面板、显示器和防眩光层等应用。

• 形状记忆聚合物:是由聚合材料衍生的一组形状记忆材料。它们具有具有形状记忆效应的 SMA，但通常具有成本、易于加工和设计灵活性等显着特征。

• 热致变色材料:该特性可用于温度敏感商品（情绪环、温度计）、智能服装（内置温度控制的纺织品）等应用建筑材料（内置温度控制的智能窗户）。热致变色材料可分为两种主要类型: 热致变色，可以是可逆的或不可逆的:热致变色材料是例如液晶和某些类型的热敏涂料，即颜料。

按申请

根据应用，市场可分为电子工业、汽车、食品和饮料、生物医学工业及其他

• 电子工业:这些材料在电子工业中有着广泛的应用，包括传感器、执行器和能量收集。压电材料在麦克风、扬声器和超声波换能器设备中特别受欢迎。这些材料，特别是形状记忆合金，用于精细调节和微机电系统的执行器。

• 汽车:目前，这些材料正在汽车零部件中采用，以提高汽车的性能、安全性和舒适性。压电材料应用于燃油喷射器、各种传感器和主动悬架系统。 SMA 用于发动机悬架、排气系统、安全带等应用。

• 食品和饮料:因此，这些材料在食品和饮料行业有多种用途，特别是在包装、加工和质量保证方面。智能包装采用包装系统的形式，集成了温度、湿度和气体环境传感器，以确定存储产品的质量。自密封容器和密封阀门在食品加工设备中的用途形状记忆合金。

• 生物医学行业:这些材料对生物医学行业产生巨大影响，用于创建增强的设备和治疗方法。形状记忆合金有许多应用，例如支架、骨科植入物和微创手术中使用的器械。压电材料已用于超声成像仪器、药物运输装置和骨再生装置。

市场动态

市场动态包括驱动因素和限制因素、机遇和挑战，说明市场状况。

驱动因素

对轻量化和节能技术的需求不断增长以扩大市场

智能材料市场增长的关键驱动因素之一是对轻质和节能技术的需求不断增长。在航空航天、汽车和电子行业，轻量化和最小化能源以减少损失的趋势显着。这些材料具有形状记忆效应和压电性等特殊功能，可用于引入新的想法来实现这些目标。例如，航空领域的形状记忆合金可构建强大的轻质结构；压电材料可用于为车辆和电子设备的振动提供动力。

• 据美国能源部称，对节能材料的需求不断增长，促使 42% 的建筑公司采用智能材料。

• 压电和磁致伸缩材料在航空航天和汽车行业的广泛应用促使 40% 的公司投资。

纳米技术和生物技术的进步推动市场发展

人们对通过纳米技术与生物技术呈指数级结合而创造的"智能"材料产生了极大的兴趣。例如，纳米材料的添加产生或增强了聚合物基质的机械、电学和光学性质。同样，自愈材料和智能材料或受生物系统启发而具有自适应特性的材料也正在开发中。这些改进为智能材料用途的发展开辟了新的机遇，并推动了市场的巨大扩张。

制约因素

推动市场增长的高成本

智能材料市场份额受到许多限制，其中之一是这些市场的开发、生产和实施所产生的高成本。此外，一些智能材料，特别是那些使用纳米技术和生物技术等新技术开发的材料，需要高水平的研究和开发工作。有时，这些材料的生产可能既耗时又昂贵，特别是因为它们需要高技能的劳动力和设备。此外，当将这些材料引入现有的集成结构时，通常需要进行大量的改变和调整，从而导致总费用的削减。 

• 根据美国国家科学基金会的数据，高昂的生产成本限制了36%的中小企业采用先进的智能材料。

• 有限的标准化和测试协议影响了全球供应链中 33% 的制造商。

智能材料在这个市场创造机会

机会

 

已经确定了几个对该市场增长至关重要的机会因素。智能材料具有巨大的潜力，可以通过提高整体能源效率、减少损失和对环境的负面影响，为可持续未来的发展做出贡献。例如，智能运动可以指窗户自动改变色调以控制温度并节省建筑物能源的能力。这些材料有可能废除可能缩短保质期的产品及其成分，从而减少浪费。就此而言，这些材料可用于设计更好的可持续交通方式，例如利用自然资源能源的轻型车辆和设备。

• 据欧洲材料协会称，对柔性电子产品的需求为 38% 的公司提供了开发新型智能基板的机会。

 

• 可穿戴设备和医疗保健监控的集成支持 35% 的公司创新功能材料。

 

缺乏智能材料测试和表征的标准措施给该市场带来潜在挑战

挑战

 

该市场面临的重大威胁是缺乏对这些材料进行测试和表征的标准措施。由于这些材料的特性，它们可以具有独特且通常更复杂的特性，具体取决于它们的成分、制备过程中的条件以及它们的使用条件。然而，当电极制造程序和确定其常数的方法未标准化时，无法确定这些材料在实际应用中的有效性。缺乏规范参考测试也给设置适合工程师和设计师的"可靠"基准数据和设计基准带来了困难。 

• 根据国际先进材料委员会的数据，长期耐用性和材料疲劳对 34% 的生产商构成挑战。

 

• 监管审批和认证延迟影响了全球 31% 的智能材料产品发布。

 

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智能材料市场区域洞察

• 北美

北美地区在全球该市场中占据最大份额。这种领先地位得益于对研发的大量投资、同样强大的航空航天和国防集群以及发达的制造和商业基础。其专业领域包括先进技术和创新；该设置使采用和引领未来智能材料变得更加容易。此外，国内一流大学和研究机构的地位日益凸显。美国智能材料市场通过推动具有优越性能的先进智能材料的发展，在材料科学和工程发明中发挥着不可否认的作用。

• 欧洲

欧洲是这些材料的另一个主要市场，特别注重技术研发，特别是纳米技术和生物技术。该地区拥有许多知名的研究机构和大学，积极参与这些材料的研究和开发。另外值得一提的是欧盟框架的支持，以及呼吁开展项目以刺激与研究人员和行业合作的创新。由于欧洲对可持续发展和环境保护的日益关注，这些环保和节能的材料也应运而生，这一事实进一步解释了欧洲对市场的影响。

• 亚洲

因此，在其巨大的经济增长、制造业和基础设施领域的风险投资以及对新技术开发的集中度的支持下，亚洲可以被认为是该市场增长的领先地区。中国、日本和韩国是这些材料的主要生产国，拥有雄厚的工业背景和较低的生产成本。该地区智能材料市场的不断增长是由于电子、汽车和医疗保健行业中智能技术的不断融入。此外，为了加大研发创新压力，据观察，亚洲正在推出具有不同特性的新型智能材料。

主要行业参与者

通过创新改变智能材料市场的主要参与者

顶尖的工业实体通过对研究、创新和市场开发计划的重要投资来刺激这个市场。这些公司不断将资源投入到进一步的研究和创新中，以创造具有更多特性的优质智能材料，并提高领域的多功能性。他们还有责任通过新的制造工艺以及将这些材料添加到现有结构中来提高技术的发展速度。

• Harris:为航空航天和国防应用提供智能材料解决方案，服务于 37% 的行业项目。

• MURATA:为全球 39% 的电子和汽车制造商提供功能材料和传感器。

此外，经营这些材料的公司确实采用了市场渗透战略，通过引入合作伙伴关系、合并、企业收购以及全面营销来渗透新型智能材料在行业中的发展。这些活动不仅定义了当前市场，还通过设定研究目标、进一步发展和趋势来指导这些材料行业的进一步发展。

顶级智能材料公司名单

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

工业发展

2020 年 2 月:2020 年 2 月，海克斯康正式宣布推出 Intergraph Smart® Materials 10 作为一种新型智能材料。这是海克斯康市场领先的材料和合同管理系统的新版本，使其成为该公司产品组合中的一个里程碑。 Intergraph Smart® Materials 10 版本包括独特的特性和功能，例如改进的数据管理能力、增强的协作功能和分析。所有这些进步都旨在提高材料管理效率、增强决策能力，从而实现降低各行各业企业运营成本的总体目标。

报告范围 

本报告基于历史分析和预测计算，旨在帮助读者从多个角度全面了解全球智能材料市场，也为读者的战略和决策提供充分的支持。此外，本研究还对 SWOT 进行了全面分析，并为市场的未来发展提供了见解。它通过发现动态类别和潜在创新领域（其应用可能会影响未来几年的发展轨迹）来研究有助于市场增长的各种因素。该分析考虑了近期趋势和历史转折点，提供对市场竞争对手的全面了解并确定有能力增长的领域。

本研究报告使用定量和定性方法研究市场细分，提供全面的分析，还评估战略和财务观点对市场的影响。此外，该报告的区域评估考虑了影响市场增长的主导供需力量。竞争格局非常详细，包括重要市场竞争对手的份额。该报告纳入了针对预期时间框架量身定制的非常规研究技术、方法和关键策略。总体而言，它以专业且易于理解的方式提供了对市场动态的有价值且全面的见解。