原子間力顕微鏡市場

市場概況

走査型トンネル顕微鏡 (STM) を備えた原子間力顕微鏡 (AFM) は、分子間力を測定し、原子やナノ粒子を認識できます。これは、ナノメートルスケールでサンプルを研究するための最も多用途かつ強力なテクノロジーです。 AFM は 3 次元トポグラフィーやその他の表面測定を簡単に測定でき、原子分解能の画像を生成できます。技術の進歩とライフサイエンスおよび生物学における高解像度顕微鏡の需要の増加が市場の成長を推進しています。以下の図は、さまざまな業界における原子間力顕微鏡の応用を示しています。

原子間力顕微鏡: ナノ粒子の研究

最初の走査型トンネル顕微鏡 (STM) は 1981 年に開発されました。スイスの研究所が最初の実用的なプロトタイプを開発しました。その後、STM の基本的な欠点を克服するために原子間力顕微鏡 (AFM) が開発されました。 STM は、導電性または半導体の表面のみを画像化できます。 AFM は、ポリマー、セラミック、複合材料、ガラス、生体基質など、あらゆるタイプの表面を画像化できます。オリジナルの AFM は、金箔のストリップに取り付けられたダイヤモンド結晶で構成されていました。 2 番目のチップは、カンチレバーの上に配置された STM でカンチレバーの垂直方向の動きを検出しました。

しかし、最新の原子間力顕微鏡には非常に高解像度の走査型プローブ顕微鏡 (SPM) が搭載されており、光学回折限界の 1000 倍以上の解像度が実証されています。力の測定、トポグラフィーイメージング、ナノ粒子の操作などの利点と、さまざまな業界での需要の高まりにより、原子間力顕微鏡市場はプラスの成長を遂げると予想されています。

市場動向

急増するナノテクノロジーの研究開発活動

ナノテクノロジーおよびナノサイエンスにおける研究開発活動の成長と、半導体およびマイクロエレクトロニクス分野におけるインフラの近代化の促進が市場の成長を推進します。医学、医薬品、食品、飲料、建築やデザインにおける空気中または液体中のポリマー、吸着分子、繊維、粉末などの微細な基板の研究は、アプリケーションを進歩させる上で非常に重要です。将来の科学における革新的なソリューションを開発するための応用物理学と化学の急速な人気と成長は、多額の海外投資を呼び込み、市場の成長をさらに促進すると予想されます。

原材料の高コスト

顕微鏡の設計時にメーカーが直面する最も重要な課題の 1 つは、精度と校正です。温度や圧力などの環境条件は、研究対象の基板に大きな影響を与えます。コントラストが低く、ぎらつきがあると、特定の細部が見えにくくなることがあります。したがって、照明技術に特別な労力が必要になります。高品質の光学系と高度なデジタル画像処理は高額な投資であり、市場の成長をさらに妨げます。

バイオイメージング技術の採用の増加

バイオイメージング技術、解像度能力、画像分析とデータ管理の急速な進化により、医学、化学、建設、軍事と防衛、食品と農業、メディアとエンターテイメントの分野で使用されるナノテクノロジーの視野が広がることが予想されます。統合イメージングの定量的手法の改善により、先進国と発展途上国の両方に新たな境界が開かれ、科学的発見に大きく貢献すると期待されています。インドや中国などの発展途上国は、科学技術のミニチュア的な側面を研究するためにAFMに多額の投資を行っており、今後数年間で広範な成長機会を提供すると予想されています。

分析

ライフサイエンスおよび生物学分野が市場で最高の成長を遂げる

原子間力顕微鏡市場の重要なエンドユーザーには、ヘルスケアおよび製薬業界、半導体およびエレクトロニクスメーカー、ナノサイエンス業界などがあります。産業グレードのAFMは、ナノマテリアルの最小構造の正確かつ高品質な画像と欠陥分析に対する需要の高まりにより、予測期間中に大幅な成長を遂げると予想されています。ヘルスケア、化学、ライフサイエンス企業は、新しい材料、その機械的特性、および力の相互作用を調べるために、STM および研究グレードの AFM を非常に要求しています。

covid-19の影響

原子間力顕微鏡は、ナノテクノロジーにおける最も重要な略語の 1 つです。 AFM は致命的なパンデミックの影響を受ける代わりに、この病気の予防、診断、治療に関する革新的なソリューションを提供する革新的なものの 1 つとして浮上しました。世界の研究者は、幅広い医薬品を分析することで、この増大する脅威と闘い、その蔓延を阻止することに非常に集中しています。ナノテクノロジーは、ナノファイバーベースの顔面呼吸器、ナノテクノロジー対応の抗菌および抗ウイルス消毒剤により、新型コロナウイルス感染症の予防に役立つ大きな可能性を秘めています。多くの科学者がナノテクノロジーセンサーとナノ医薬品を開発しており、現在臨床試験中です。したがって、実験結果が有望であれば、ナノテクノロジーが現在進行中の世界的な健康上の緊急事態に効果的に対処できる可能性があります。

地域分析

北米の原子間力顕微鏡市場を牽引するために米国政府による最新技術への投資の増加

北米は、成長を続ける半導体およびマイクロエレクトロニクス産業における最新技術の早期導入により、原子間力顕微鏡市場を独占すると予想されています。この地域には、顕微鏡レベルで生産性の向上を達成するために、高解像度のシングルチップ AFM を設計および開発するために、競合他社と投資、提携、協力している多くの主要企業が集まっています。 2017 年 2 月、Integrated Circuit Scanning Probe Instruments は、最高解像度のシングルチップ原子間力顕微鏡 (AFM) を開発しました。

英国が欧州の原子間力顕微鏡市場を独占へ

高解像度顕微鏡に対する需要の高まりと、さまざまな高度な顕微鏡ソリューションを提供するために協力するこの地域の新規プレーヤーの数の増加が、AFM市場の成長を推進しています。英国は、2017 年のヨーロッパの原子間力顕微鏡 (AFM) 市場で最高のシェアを占めました。ヨーロッパのほとんどの地域の半導体およびエレクトロニクスプロバイダーは、食品業界向けに技術的に高度な顕微鏡を提供しています。英国、スペイン、フランスなどのヘルスケアおよび電子産業が台頭している著名な地域が市場の成長に貢献すると予想されます。

アジア太平洋地域の原子間力顕微鏡市場を牽引する低コストでのナノマテリアルの入手可能性

インドや中国などのアジア太平洋地域の新興国は、半導体産業の台頭と、顕微鏡やナノテクノロジーの開発における研究開発を支援する政府の資金提供により、原子間力顕微鏡の需要が最も高まると予想されている。専門知識と学術的優秀性の増大、および低コストのナノマテリアルの入手可能性が、地域市場の成長を推進しています。

ブラジル、アルゼンチン、ペルーが原子間力顕微鏡市場への主要な貢献国となる

新製品の開発と、生命科学および材料科学アプリケーションにおける AFM 顕微鏡の使用の増加が、地域市場の成長に弾みを与えています。ブラジル、アルゼンチン、ペルーなどの国々では、半導体やナノテクノロジー関連の開発が徐々に進んでいます。研究者や学術機関は、製品革新のためのナノスケール構造を研究するために、多数の AFM 顕微鏡を要求すると予想されます。

中東とアフリカにおける技術革新と従来の生物学研究所の台頭

中東とアフリカでは、技術革新の進展と従来の生物学研究所の出現が市場の成長を推進しています。地域市場は、スマートフォンの普及拡大と先進技術の導入により、予測期間中に最高のCAGRで成長すると予測されています。産業の再編と市場関係者による投資が市場の成長を促進します。 GCC 諸国も、この地域における顕微鏡技術の開発に注力しています。

最近の動向

1. 2017 年、分子および材料研究用の科学機器メーカーである Bruker は、AFM の製品ポートフォリオを拡大し、ナノマテリアル関連市場でのリーダー的地位を狙うために、ナノメカニカル試験機器の開発会社である Hysitron を買収しました。同社は、分析機器における最先端のテクノロジーと革新的なソリューションの開発にも注力しています。