瞻觀前沿
一個由歐洲和以色列物理學家組成的團隊在量子奈米光子學領域取得重大突破。他們引入了一種新型的極化子腔，並重新定義了光子限制的極限。6日發表在《自然·材料》雜誌上的論文詳細介紹了這項開創性的工作，展示了一種限制光子的非常規方法，克服了納米光子學的傳統限制。
研究團隊此次創造了具有突破以往的亞波長體積和壽命的奈米腔，克服了上述限制。這些奈米腔的面積小於100×100平方奈米，厚度僅為3奈米，限制光的時間要長得多。其關鍵在於雙曲聲子極化激元的使用，這種獨特的電磁激勵發生在形成空腔的二維材料中。與以前不同，此次研究利用了一種新的間接限制機制。研究人員在金襯底上鑽了納米腔。打孔後，他們將二維材料六方氮化硼轉移到金襯底上方。這種方法避免了對六方氮化硼的直接塑造，同時保持了其原始質量，從而在腔內實現高度受限和長壽命的光子。
這一成果為量子光子學的新應用和進步打開了大門，打破了此前認為的光子限制極限。下一步，研究人員打算利用這些空腔來觀察之前被認為不可能的量子效應，進一步研究雙曲聲子極化激元行為的有趣而違反直覺的物理學原理。
圖片來源：攝圖網
技術價值觀察
奈米材料產業鏈上游為原料供應和裝置。裝置主要包括粉碎、混合/分散、測試等涉及到奈米材料製備、加工的裝置。中游環節為奈米材料的生產製備，包括奈米粉體、奈米薄膜、奈米纖維、奈米塊體，還包括以此加工形成的奈米複合粉體、奈米磁性液體、奈米塗層材料、奈米改性纖維及金屬/陶瓷/塑膠基等奈米複合材料。下游包括在電子資訊、新能源、生物醫藥、建築化工、服裝紡織、節能環保、結構增強等領域的應用。
研究團隊引入了一種新型奈米腔，重新定義了光子限制的極限。因此，從奈米材料產業鏈上看，該技術處於產業鏈的中游環節。
宏觀市場觀察
——全球奈米材料技術週期：處於成長期
2010-2018年，全球奈米材料行業專利申請人數量及專利申請量均呈現增長態勢。雖然2019年開始全球奈米材料行業專利申請人數量波動下降，但是專利申請數量仍在上升，2021年有所下降，但這兩大指標數量仍較多。整體來看，全球奈米材料技術處於成長期。
注：橫軸為專利申請量;縱軸為申請人數量。
——全球奈米材料行業專利申請量及專利授權量：2019年開始專利數量及授權量均有所下降
2010-2018年全球奈米材料行業專利申請數量呈現逐年增長態勢，2019-2021年全球奈米材料行業專利申請數量波動下降，2021年申請量為29953項。
在專利授權方面，2010-2018年全球奈米材料行業專利授權數量逐年增長，2019年開始出現下降趨勢，2021年全球奈米材料行業專利授權數量為10346項，授權比重僅為34.54%。
2022年1-10月，全球奈米材料行業專利申請數量和專利授權數量分別為12511項和1798項，授權比重為14.37%。截止2022年10月24日，全球奈米材料行業專利申請數量為31.78萬項。
——中國奈米材料市場規模
近年來，隨著奈米材料生產技術的改良及下游需求增加的拉動，奈米材料的市場規模呈現了較快的增長趨勢。根據Frost & Sullivan資料，中國奈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，年複合增長率為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，2019年起中國奈米材料產業市場規模增速有所提升，前瞻根據奈米材料產業市場發展情況，初步估計2021年中國奈米材料產業市場規模達到1241.5億元，同比增速達16.2%。
——中國奈米材料行業企業佈局及競爭力評價
——千億元奈米材料產業市場有待挖掘
“十四五”期間，3D列印用材料、超導材料和智慧仿生材料等前沿新材料在工業、電力、通訊、軍事以及醫療等領域具有巨大商業價值及戰略意義，投資關注度將進一步提高。因此，為滿足市場應用的迫切需求，金屬材料、有機高分子材料、生物材料和複合材料等3D列印用材料將成為未來投資關注熱點，隨著這些具有顛覆性的前沿新材料關注度將進一步提高，作為相關材料領域內應用頻率極高的奈米材料，未來奈米材料產業市場潛力將進一步提升。
根據國家開發投資集團有限公司預測，未來幾年，中國新材料產業將延續過去高速增長的強勁勢頭，到2025年產值將突破10萬億元，發展前景十分廣闊;前瞻在此基礎上進一步預測，到2026年中國新材料產值將達到11.7萬億元左右。伴隨新材料產業市場發展，未來奈米材料市場規模也將進一步提升。在生產技術的積累以及下游應用市場進一步推廣的環境下，奈米材料未來有望在基礎工業材料以及顯示器零件的細分市場上有所突破，帶動整體市場規模在2025年突破3000億元，2027年預計接近4000億元。
中國奈米材料技術賽道熱力圖
根據前瞻產業熱力圖顯示，與奈米材料關鍵技術強關聯的城市叢集主要集中在華南地區，並且以東莞、深圳市為重點發展區域，未來奈米材料技術及其他相關技術的發展路徑，極大可能性在於華南地區優先匯入，其中可重點關注廣東省東莞市、廣東省深圳市的福田區所處奈米材料的相關企業，以及該地方對於奈米材料的產業發展投資環境、供給市場的潛力空間。
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更多本行業研究分析詳見前瞻產業研究院《中國奈米材料行業發展前景與投資預測分析報告》。
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