自己修復材料市場 2022-2042年

Self-Healing Materials Markets 2022-2042

自己修復素材が10億ドル規模のビジネスを生み出す時代に自己修復素材は、新たなメガトレンドです。ビルや橋の倒壊によって毎年失われる何兆ドルものお金を節約することから、バイオニックな人間や女... もっと見る

出版社	出版年月	価格	ページ数	言語
IDTechEx アイディーテックエックス	2021年12月6日	お問い合わせくださいライセンス・価格情報注文方法はこちら	260	英語

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サマリー

自己修復素材が10億ドル規模のビジネスを生み出す時代に

自己修復素材は、新たなメガトレンドです。ビルや橋の倒壊によって毎年失われる何兆ドルものお金を節約することから、バイオニックな人間や女性がより良く、より長く生きることまで、そのニーズは膨大です。

付加価値のある素材を扱う企業にとって、これは次の大きな課題です。研究のパイプラインは強力に成長しています。最新のブレイクスルーにより、パーティトリックから本格的な採用へと進むことができます。

ジオポリマー、シリコーン、エポキシ、アイオノマー、ポリウレタン、ハイドロゲル、ディールス・アルダー・ポリマーなどの化学物質のスキルを持つ人にとっては、ここは豊かな収穫の場です。ナノテクノロジー、バイオミメティクス、そして特に医療、航空宇宙、建設分野に大きなチャンスがあると考えてい

ます。

これらの展開のほとんどが採用のS字カーブの始まりであるため、2022年から2042年までの見通しを立てることは、金額、数、ロードマップを評価する上で不可欠です。これらの情報は、IDTechExの組織で世界中に配置されている博士レベルの多言語の博士たちによって書かれたこのユニークなレポートでのみ入手可能ですが、平易な英語で書かれています。専門用語は、用語集と本文の両方で説明されており、数式はほとんどありません。その代わりに、研究からの商業的教訓、成功と失敗、研究の市場への導入、新たな競争、社会への貢献、10億ドル規模の活動の創出に焦点を当てています。

エグゼクティブサマリーと結論（50ページ）は、急いでいる人にとってはそれだけで十分です。なぜなら、商業的な全体像を簡単に理解できるように、多くの新しいインフォグラム、比較表、グラフが含まれているから

です。例えば、自己修復の度合いを比較したり、お気に入りの化学物質を、それらが適している主な産業分野と比較したりしています。技術特許の動向と、予測される主要な対応可能市場をご覧ください。ニーズに関する15の重要な結論、技術に関する15の重要な結論、アプリケーションに関する10の重要な結論をご覧ください。

はじめに - 30ページには、技術の基本が簡単に理解できる形で記載されています - 適切な化学ファミリー、バイオミメティクス、物理的オプション、IDTechExが推奨する今後のルート。また、構造的エレクトロニクスのトレンドである多機能材料との整合性も確認できます。

第3章では、次のように説明しています。

第3章では、商業的に使用されている自己修復材料について、11ページに渡って紹介しています。例えば、自己修復性のある塗料保護フィルムや自己修復性のあるPVCカッティングマットやその他の部品、弾丸の穴やスペースデブリを修復する材料、空気と反応して修復するコンクリートなどがあります。

次の4つの章では、既存および将来のニーズとアプリケーションを以下のように分類しています。

自己修復する建設資材：コンクリート、セラミック、アスファルト、繊維強化ポリマー - 27ページ。ここでは、従来の化学的手法に加えて、バクテリア、酵素、菌類を利用した方法を紹介しています。また、自己修復機能を持つ繊維強化プラスチックの開発は困難ですが、必ず成功させることができます。また、セラミックやアスファルトなどには全く異なるメカニズムが適用されており、多くの画像とともに説明されています。
ヘルスケアにおける自己修復：バイオマテリアルとその他のアプリケーション - 26ページ。なぜこの分野に巨額の研究費が投入されているのか、また、歯科用・整形外科用インプラント、電子皮膚、バイオセンサー、組織工学、ドラッグデリバリー、がん治療などの主要なターゲットがどのように設定されているのか、それぞれの分野でどのような進展が見られるのかを紹介しています。当然のことながら、ハイドロゲルはこの分野での重要性から大きな注目を集めています。
セルフヒーリング防錆・防汚表面 - 15ページ。エポキシ、セルロース、ポリアニリン、ポリピロール、ポリスチレン、ポリイオノマー、ビニルエステルポリマーなど、ここで適用されている多くのジオメトリと化学物質をご覧ください。ポリウレタンだけでなく、ヒドロゲルやエポキシを含む自己修復性ポリマーフィルムや塗料を参照してください。
電子、電気、光学デバイス、海水淡水化、ソフトロボティクス用の自己修復材料 - 39ページには、海水淡水化、バッテリー、燃料電池などの自己修復膜や、ディスプレイや太陽光発電の自己修復バリア層について記載されています。その相対的な重要性から、新材料の需要が必ずしも生じないトランジスタやその他のデバイスよりも、新たに登場したフッ素系化学物質など、バッテリーの自己修復についてよく取り上げられています。自己修復型センサーも注目されており、エラストマー、グラフェン、カーボンナノチューブ、メタマテリアルのほか、シロキサンやシリコーンなど、さまざまな化学物質が報告されています。

報告書の後半では、研究のパイプラインや、どのようなものが新しい自己修復材料の販売につながるのかについて深く掘り下げています。これは必然的に技術的な内容となり、特に非常に複雑な有機化学物質が多く含まれており、最新の研究結果をまとめています。ポリペプチド、ポリウレタン、シリコーン、アクリル、ディールス・アルダー・ポリマー、フッ素ポリマーなどはその一例です。その多くは、以前に取り上げたトピックを深く掘り下げたものになっています。に分解されています。

自己修復性バルクポリマーおよび複合材料：研究パイプラインから商業的成功まで - 19ページ
形状記憶による自己修復を支援するSMASH：商業的成功に向けた研究パイプライン - 8ページ
モーフィング・ホストと自己修復の意義：商業的成功への研究パイプライン - 16ページ

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Summary

この調査レポートは、自己修復材料市場について詳細に調査・分析しています。

主な掲載内容

自己修復する建設資材：コンクリート、セラミック、アスファルト、繊維強化ポリマー
ヘルスケアにおける自己修復：バイオマテリアルとその他のアプリケーション
セルフヒーリング防錆・防汚表面
電子、電気、光学デバイス、海水淡水化、ソフトロボティクス用の自己修復材料

Self-healing materials can now create billion-dollar businesses

Self-healing materials are a new megatrend. The need is massive, from saving trillions of dollars lost yearly by collapsing buildings and bridges to bionic man and woman living better and longer. In saving the planet and preserving resources, long life from self-healing beats recycling any day.

For added-value materials companies this is the next big one. The research pipeline is strongly growing. Latest breakthroughs will take us from party tricks to serious adoption. That applies from concrete to implants, coatings, paint and artificial skin, even buildings on the moon that are not riddled with punctures.

There are rich pickings here for those with skills in such chemistries as geopolymers, silicones, epoxies, ionomers, polyurethanes, hydrogels and Diels-Alder polymers. Think nanotechnology and biomimetics and particularly large opportunities in healthcare, aerospace and construction.

We are at the start of the S curve of adoption for most of these rollouts so forecasting as far ahead as 2022-2042 is essential in evaluating the dollars, numbers and roadmaps. They are only available in this unique report written by PhD level, multilingual PhDs deployed across the world in the IDTechEx organisation but written in plain English. Jargon is explained both in the glossary and the text and there are virtually no equations. Instead, it is focussed on commercial lessons from research, success and failure, bringing research to market, emerging competition, benefitting society and creating billion-dollar activities.

The Executive Summary and Conclusions - 50 pages is sufficient in itself for those in a hurry because it has many new infograms, comparison charts and graphs for easy assimilation of the whole commercial picture 2022-2042. For example, the different degrees of self-healing are compared in desirability and the favourite chemistries are set against the main industry sectors for which they are appropriate. See the technology patent trend and the primary addressable markets forecasted. See 15 key conclusions concerning needs, 15 concerning technologies then 10 concerning applications.

The Introduction - 30 pages has the technology basics in easily assimilated form - appropriate chemical families, biomimetics, physical options and IDTechEx recommended route forward. See how it fits in with the trend to structural electronics - multifunctional materials.

Chapter 3 sets the scene by appraising:

Self-healing materials in commercial use - 11 pages such as self-healing paint protection film and self-healing PVC cutting mats and other parts, materials repairing bullet holes and space debris and concrete that repairs by reacting with the air.

In the next four chapters, the report looks at existing and future needs and applications divided into:

Self-healing construction materials: concrete, ceramic, bitumen, asphalt, fiber-reinforced polymers - 27 pages. Here are conventional chemistries but also use of bacteria, enzymes and funghi and why self-healing fiber-reinforced plastics are tough to develop but we shall succeed. Very different mechanisms are applied for ceramics and asphalt for example and it is all explained with many images.
Self-healing in healthcare: biomaterials and other applications - 26 pages. See why the big research money is being applied here and how key targets include dental and orthopaedic implants, electronic skin, biosensors, tissue engineering, drug delivery and cancer therapy and what progress is being made with each. Necessarily, hydrogels receive much attention due to their importance in this sector.
Self-healing anticorrosion and antifouling surfaces - 15 pages. See many geometries applied here and chemistries that include epoxies, celluloses, polyanilines, polypyrroles, polystyrenes, polyionomers and vinyl ester polymers. See self-healing polymer film and paint involving polyurethanes but also hydrogels and epoxies.
Self-healing materials for electronic, electric, optical devices, desalination, soft robotics - 39 pages has coverage on self-healing membranes for desalination, batteries, fuel cells and so on plus self-healing barrier layers for displays and photovoltaics. Because of its relative importance, self-healing in batteries is well covered - such as their emerging fluorine chemistries - more than transistors and other devices where a new materials demand is not necessarily resulting. Self-healing sensors deservedly get strong attention with many chemistries reported variously involving elastomers, graphene, carbon nanotubes, metamaterials as well as the siloxanes/ silicones again.

The second half of the report goes deeply into the research pipeline and what of this will result in sale of new self-healing materials. This is necessarily more technical, involving many very complex organic chemistries in particular, summarising what the latest research tells us. Polypeptides, polyurethanes, silicones, acrylics, Diels-Alder polymers, and fluoropolymers are just a part. Much of it is a deep dive into topics covered earlier. It is broken down into:

Self-healing bulk polymers and composites: research pipeline to commercial success - 19 pages
Shape memory assisted self-healing SMASH: research pipeline to commercial success - 8 pages
Morphing hosts and self-healing implications: research pipeline to commercial success - 16 pages

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