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納米產業厚積薄發正當時，細分市場都有哪些，你了解嗎？

文章來源：賢集網更新時間：2022-06-22 14:23:56

20世紀末人類對微觀世界有了更深認識，原來微觀世界別有洞天。美國著名物理學家費曼憧憬說：“如果有一天可以按人的意志安排一個個原子，制造產品將會產生怎樣的奇跡?”納米機器人的誕生、納米科學技術的確立、納米碳管的發明與制作等等，隨著納米科技的一步步發展，費曼提出的設想一步步變成現實。

諾貝爾化學獎獲得者、美國康奈爾大學的霍夫曼說：“納米技術是一種天才的方法，能夠對各種大小、性質錯綜復雜的結構進行控制。這是未來的方法，精確而且對環境保護十分有利。”

一、幾個有意思的例子

（1）抗菌劑。我們日常生活中會用到許多塑料制品，它們處于非常復雜的環境中，難免會產生各種細菌，因此亟需提高塑料的抗菌性。目前，可以采用一些納米級的抗菌劑，具有高效抗菌的同時，還能均勻地分散在塑料中，提高塑料制品的力學性能。

（2）工業催化劑。由于納米催化劑的尺寸更小，導致其比表面積更大，因此存在豐富的催化位點，是理想的催化劑。

（3）生命科學應用。由于納米材料的尺寸足夠的小，能夠有效地穿透生命體中的屏障。這樣一來，可以應用于藥物遞送、分子檢測、影像學研究等領域。

二、納米材料行業市場

整體市場情況：受技術需求雙輪驅動，產業較快增長

近年來，隨著納米材料生產技術的改良及下游需求增加的拉動，納米材料的市場規模呈現了較快的增長趨勢。中國納米材料產業市場規模由2014年的481.3億元增長到了2018年的791.0億元，年復合增長率為13.2%。隨著下游市場需求進一步擴大以及相關技術的逐漸成熟，2020年起中國納米材料產業市場規模增速有所提升.

細分市場一：碳納米管：主要應用于鋰電池領域

碳納米管(CNT)是目前中國已實現工業化量產應用的主要納米材料材料之一，作為一種新型的碳結構材料，其微觀外形呈同軸圓管狀，管壁為數層呈正六邊形結構的碳原子。徑向尺寸(沿管)為微米量級，軸向尺寸(橫截面)為納米級，因此被稱為碳納米管。

高能量密度趨勢下，碳納米管憑借更優的性能，滲透率在逐年提升。相較于炭黑，碳納米管具有更好的導電性能，同樣導電效果下用量僅為炭黑的1/6-1/2。尤其在高鎳三元正極材料和硅基負極材料導電性能相對較差的情況下，對碳納米管的需求在日益上升。

此外，碳納米管可以使鋰電池循環過程中保持良好的電子和離子傳導，在改善能量密度的同時大幅提升鋰電池的循環壽命。故碳納米管作為新型導電劑逐步應用于鋰電池領域，用以提升鋰電池導電性能、循環壽命和能量密度。

市場現狀：下游產業調整導致短期產品供需失衡

近兩年中國新能源汽車市場由于補貼大幅退坡及其他因素影響，市場進入短暫調整期，導致動力電池出貨量增速放緩，甚至出現下滑，這導致碳納米管導電劑出現短期供需失衡，但受益于技術升級的帶動，該材料市場增速表現好于下游鋰電池市場。同樣受益于動力電池市場規模需求的增長，近幾年碳納米管出貨量呈現快速增長態勢。

細分市場二：石墨烯：進入產業化關鍵期

石墨烯(Graphene)是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料。是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，是只有一個碳原子厚度的二維碳納米材料。

由于石墨烯具有優異的導熱性能和力學性能，故其在傳感器、聚合物納米復合材料、光電功能材料、藥物控制釋放等領域表現出眾多潛在的應用前景。

市場規模：逐漸走向產業化關鍵期

目前，石墨烯產業已經到了從實驗室走向產業化的關鍵時期，石墨烯產業已經成為了中國新材料產業乃至制造業實現彎道超車的突破口。

中國石墨烯產業正處于市場導入期，產品尚未成熟，產業利潤率較低，但市場增長率較高。2018年以來，石墨烯粉體和薄膜的生產規模進一步擴大。粉體方面，常州第六元素、青島昊鑫、寧波墨西等多家企業已擁有國內領先的石墨烯粉體生產線。薄膜方面，長沙暖宇新材料科技公司年產量100萬平方米的石墨烯膜生產線已開建，預計建成后將成為國內第二大石墨烯膜生產線。

細分市場三：納米級蒙脫土：產業結構升級優化逐步完成

納米蒙脫土(MMT)是一種納米級厚度的硅酸鹽片層黏土，其基本結構單元系兩層硅氧四面體片中間夾一層鋁氧八面體片構成的2：1型層狀結構，四面體與八面體之間靠氧連接，形成厚度約1nm，長×寬為100nm×100nm的片層。

此結構單元層比較松散，在外力或極性水分子的作用下，層間會產生相對運動而膨脹或剝離，水分子或其他有機分子可以進入層間，使其具有吸水膨脹性、高分散性、吸附性等。

另外，層間是水合的Na+、Ca2+等可交換的無機陽離子，蒙脫土四面體中的Si常被A13+替代，八面體中的Al3+常被Mg2+、Fe3+、Fe2+、Ni2+、Li+等替代，從而使層間產生弱的負電荷。

蒙脫土因其獨特的層狀結構，可以解離成為納米片晶，通過有機陽離子交換反應來調節蒙脫土片層的表面活性。MMT具有優良的力學性能、熱穩定性、尺寸穩定性。

此外，蒙脫土具有良好的分散性能，可以廣泛應用高分子材料產業作為納米聚合物高分子材料的添加劑，提高抗沖擊、抗疲勞、尺寸穩定性及氣體阻隔性能等，從而起到增強聚合物綜合物理性能的作用，同時改善物料加工性能近年來，中國納米材料產業基礎設施建設規模不斷擴大。

市場規模：呈波動上升趨勢

納米級蒙脫土在橡膠中應用主要用于橡膠制品改性，主要包括氣密性，定伸引力和耐磨性、防腐性、耐侯性、耐化學性等方面的改善。通過加入少量(如3%-5%)的納米蒙脫土，可以使橡膠的強度、伸長率等性能大幅度提高，有的性能可提高數倍，可替代目前的白碳黑，甚至徹底取代傳統的碳黑及其它填料，大大減少污染，是二十一世紀橡膠工業的一場革命。

細分市場四：納米碳酸鈣：市場需求量逐步增長

納米碳酸鈣又稱超微細碳酸鈣，納米碳酸鈣是20世紀80年代發展起來的一種新型超細固體粉末材料，其粒度介于0.01~0.1μm之間。由于納米碳酸鈣粒子的超細化，其晶體結構和表面電子結構發生變化，產生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子效應。

納米碳酸鈣是最早實現生產工業化的納米材料之一，該市場已廣泛形成，材料應用領域廣泛，納米碳酸鈣應用于塑料工業，橡膠工業，作為填料與補強之用，起到降低制品的成本與增強制品品質的雙重功效：應用于油墨產業、造紙業、涂料工業，作為填料使用，起到增稠防沉、提高產品性能以及降低產品的生產成本等多重功效。

市場現狀：市場需求量逐年增長

納米碳酸鈣在國外已有五十年的應用歷史，廣泛應用于橡膠、塑料、造紙、油墨、涂料、密封膠黏材料等產業。

據美國市場研究公司Grand View Research發布的《納米碳酸鈣市場分析及2016-2024年前景預測報告》顯示，2016-2024年全球納米碳酸鈣需求量年復合增長率為8.7%，塑料領域納米碳酸鈣用量占市場總量的20%以上。

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來源：賢集網
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