ナノファイバー市場規模、シェア、トレンド分析レポート：製品タイプ別（カーボンナノファイバー、セラミックナノファイバー、複合ナノファイバー、ポリマーナノファイバー、炭水化物ベースナノファイバー、金属および金属酸化物ナノファイバー）、用途別（水・空気ろ過、自動車・輸送、繊維、医療、電子機器、エネルギー貯蔵、その他の用途）、カテゴリー別（カーボン、セラミック、複合、ガラス、ポリマー、その他）、技術別（マグネトスピニング、フォーススピニング、ロータリージェットスピニング、その他）、エンドユーザー別（機械、化学・環境、医療、ライフサイエンス・製薬、電子機器、その他）、地域別（北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカ）予測、2025～2033年

ナノファイバー市場の成長要因

医療・製薬業界における採用拡大

製薬業界では、ナノファイバーは主に薬物送達システム様々な疾患において、ナノファイバーは、その小さなサイズゆえに、体内の適切な部位に薬剤を届けるための理想的な薬剤キャリアとなります。医療業界では、ナノファイバーは人工血管、人工臓器、薬剤・遺伝子送達、医療用フェイスマスクなど、多くの用途があります。また、ナノファイバーは、関節の傷や損傷の修復、血液凝固にも役立ちます。

高度に調整可能なナノファイバー材料の設計、開発、製造を手掛ける米国企業、Matregenix Inc.は、カリフォルニア州アーバインに新たな製造施設を開設し、事業を拡大すると発表した。同社は新施設にナノファイバー生産ラインを新設し、医療・製薬業界におけるナノファイバー需要の急増に対応するため、年末までに少なくとももう1ラインを追加する予定だ。

さらに、政府支出の増加や民間企業による様々な疾病治療への支出の増加は、体内の標的部位に薬剤を送達するためのツールとして使用されるナノファイバーの需要を押し上げるだろう。

新型コロナウイルス感染症の影響で、フェイスマスクと個人用保護具（PPE）キットの需要が増加

突然の出現により感染症COVID-19などの感染症では、PPEキット、フェイスマスク、またはサージカルマスク、N95 レスピレーターの需要が急増しています。マスクは、飛沫として空気中を伝染するウイルスや細菌から呼吸器系を保護するために不可欠なアイテムです。ナノファイバーマスクは、有害な大気汚染物質から保護します。汚染された空気中の直径 2.5 ミクロン以下の PMR は、肺胞を直接通過して、喘息を含む多くの病気を引き起こす可能性があります。PM2.5 粒子に付着した重金属は、環境中に含まれる粒子に長期間曝露されると、癌などの深刻な慢性的な健康問題を引き起こす可能性さえあります。

発展途上国における劣悪な衛生状態に起因する大気汚染物質やウイルス感染症の増加は、今後数年間でナノファイバーマスクや個人用保護具（PPE）キットの需要を押し上げると予測されている。

市場抑制

炭素ナノファイバーの実験室規模から工場規模への移行は、その小ささと複雑さゆえに困難である。

カーボンナノファイバーは、そのサイズが小さく構造が複雑なため、研究室規模から工場規模への移行が困難です。研究室でのカーボンナノファイバーの製造は、工業規模での製造に比べれば比較的容易ですが、医薬品業界向けのナノファイバー製造においては、回収、後処理工程、その他いくつかの課題があるため、大量生産は常に大きな課題となります。

ナノファイバーの大量生産処理は、手間のかかるプロセスであり、製薬業界の生産能力。スケールアップした電気紡糸に有機溶媒を使用すると、安全性や環境面での懸念が生じる可能性があります。プラント規模の生産では、電気紡糸プロセスのパラメータの一部を容易に変更できますが、これは依然として製造業者が直面する大きな課題です。

難溶性薬物の溶解に用いられる揮発性溶媒は、ニードルレス技術において急速に蒸発することが多く、濃度変化を引き起こし、製造工程の取り扱いを困難にしています。この問題は、高濃度溶液や揮発性の高い溶媒を用いる場合に特に顕著であり、製造工程全体における精度と再現性の低下を招きます。これまで多くの解決策が試みられてきましたが、依然として解決には至っていません。

市場機会

セルロースナノファイバーの研究開発の進展と市場の成長

セルロースナノファイバーに関する研究開発活動は複数進行中であり、ナノファイバーの需要に好影響を与える可能性がある。日本製紙株式会社は、鉛蓄電池やリチウムイオン電池に比べて性能効率が向上し、環境負荷も低減した、エネルギーの貯蔵・放出が可能なスーパーキャパシタの開発を目指している。これは、木材パルプを100分の1ミクロン以下に精製して作られるセルロースナノファイバーを原料として活用することで実現される。現在、セルロースナノファイバーは、おむつや食品添加物などに使用されている。

電気自動車の普及率の上昇先進国と発展途上国では、電場に質量のない電子を保持できるスーパーキャパシタの未開発の可能性を実現する絶好の機会となる可能性があります。対照的に、従来の電池はエネルギーを化学の形で蓄えます。スーパーキャパシタは短時間で強力な電力を供給できます。ただし、リチウムイオン電池の蓄電容量のほんの一部しか蓄えることができません。2021年3月号のNature誌に掲載された論文によると、リチウムイオン電池の制限は充電速度が遅いことです。対照的に、セルロースナノファイバースーパーキャパシタは大量の電力を蓄えることができ、携帯電子機器、物流、再生可能エネルギー貯蔵への将来的な適合性が期待できます。

潤沢な資金を保有し、負債比率が低い企業は、研究開発費を増やすことができる。日本製紙株式会社をはじめとするセルロースナノファイバーの多くのエンドユーザーは、既に他社に対する競争優位性を構築するために、こうした取り組みを開始している。

製品に関する洞察

製品タイプ別に見ると、世界のナノファイバー市場は、カーボンナノファイバー、セラミックナノファイバー、複合ナノファイバー、ポリマーナノファイバー、炭水化物系ナノファイバー、金属および金属酸化物ナノファイバーに分類されます。ポリマーナノファイバーセグメントは世界のナノファイバー市場を支配しており、2021年には3億9500万米ドルと評価され、2030年までに13億3500万米ドルに達すると予想され、年平均成長率（CAGR）は15%です。2021年の推定シェアは約50%です。一方、炭水化物系ナノファイバーセグメントは、2030年までに35%という最も速いCAGRを記録すると予想されます。

ポリマーは、一連の構成要素が結合（化学的に連結）して形成される巨大分子です。したがって、ポリマーは、2つ以上の同一のモノマーが鎖状に連結してポリマー材料を形成します。ポリマーには、天然ポリマー、合成ポリマー、ハイブリッドポリマーなど、さまざまな種類があります。天然ポリマーは自然界に存在するポリマー材料であり、合成ポリマーは、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、合成ゴム、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ナイロン、ポリアクリロニトリル、PVB、シリコーンなど、人工的に製造されたポリマーです。ハイブリッドポリマーは、天然ポリマーにさらに化学修飾を施したもの、または合成ポリマーを修飾して目的のポリマーを生成したものです。エレクトロスピニング技術を用いることで、このようなポリマー材料からポリマーナノファイバーと呼ばれる超極細繊維を製造することができます。このようなポリマーの超極細繊維構造は、細胞接着、物質移動、および薬物担持特性の向上に非常に役立ちます。

さらに、ナノデバイス、水処理材料、航空機、薬剤送達、組織工学、光センサー、繊維などの開発においても継続的な進歩が見られます。ポリマーはほぼすべての産業で広く使用されていますが、ポリマーナノファイバーは、そのコンパクトなサイズと超微細構造により、継続的な技術進歩によって消費が促進されると予想されます。

アプリケーションインサイト

水と空気のろ過セグメントは、2021年に7億4,000万米ドルと評価され、2030年までに12億2,500万米ドルに達すると予想されており、年平均成長率（CAGR）は13%です。しかし、医療セグメントが最も速い成長を記録すると予想されています。電界紡糸ナノファイバーベースのフィルターメディアは、高い表面積/体積比、低い圧力損失、良好な空隙相互接続性、調整可能な接続性と形態を備えているため、優れたろ過に最適です。ナノファイバーは、これらの理由から、高効率粒子状空気（HEPA）フィルターに使用されています。高いろ過効率と性能により、電界紡糸フィルター膜は、HEPAフィルターさらに、金属酸化物半導体から製造されたナノファイバーは、近年、大気質の検出、危険ガスや可燃性ガスの検査、環境モニタリングなど、さまざまな化学物質やガスのセンシング用途において幅広く研究されている。

これらは、熱駆動型膜分離（MD）水処理技術にも利用されています。世界中で清潔で使用可能な水の不足が深刻化しているため、水処理の需要は近年著しく増加しており、それがナノファイバーの需要を押し上げています。上記で述べた要因は、予測期間中の水および空気ろ過におけるナノファイバー市場に影響を与えると考えられます。

地域別分析

北米は最大のシェアを占め、ナノファイバー市場全体の約37%を占めています。北米のナノファイバー市場は2021年に2億9,000万米ドルと評価され、2030年までに10億6,000万米ドルに達すると予測されており、年平均成長率（CAGR）は16%です。米国は世界最高水準の医療・ヘルスケア施設を有しています。医療産業は米国の主要産業の一つであり、研究開発への投資が最も集中している産業の一つでもあります。このことがナノファイバーの需要を押し上げると予測されています。全体として、様々なエンドユーザー産業の成長が、予測期間中のナノファイバー市場の成長を牽引すると予想されます。

アジア太平洋地域：最も成長著しい地域

アジア太平洋地域は予測期間中に最も高い成長率を記録し、2030年までに年平均成長率（CAGR）21%で成長し、15億5500万米ドルに達すると予想されています。アジア太平洋地域では、中国がGDPで最大の経済規模を誇ります。2029年までに、中国のリチウムイオン電池の総生産能力は、3900万台の電気自動車（EV）に匹敵する規模になると見込まれています。これらの投資は、市場需要の拡大に大きく貢献すると考えられます。

さらに、中国は世界でも有​​数の太陽光発電需要を抱えています。2019年の中国の太陽光発電設備設置量は30.1GWで、前年比で約32%減少しました。2020年の年間設置量は約30GWと推定されており、これが太陽電池の需要を押し上げ、ひいては中国のナノファイバー市場をさらに拡大させると予想されます。中国の医療産業は米国に次いで世界第2位の規模であり、2030年までに世界の医療収益の25%を占めると予測されています。これは、薬剤送達、組織工学、幹細胞治療、がん治療、創傷治癒に使用されるナノファイバー複合材料の需要を押し上げると予測されます。