MERCATO DEL QUADRO ORGANICO DEL METALLO ANALISI DI DIMENSIONI E QUOTE - TENDENZE E PREVISIONI DI CRESCITA (2023 - 2030)

Global Metal Organic Framework Market dovrebbe raggiungere US$ 1.398.5 Mn entro il 2030, da US$ 640.6 Mn nel 2023, presentando un CAGR dell'11,8% durante il periodo previsto.

Quadri metallici organici (MOF) sono materiali polimerici porosi che sono formati da ioni metallici o cluster metallici coordinati con leganti organici per formare strutture mono, due o tridimensionali. MOF hanno elevata porosità, ampia superficie e dimensioni del poro sintonabile che li rende utili per applicazioni come stoccaggio del gas e separazione, consegna farmaci, catalisi e rilevamento chimico. La crescente domanda di tecnologie di stoccaggio e separazione dei gas efficienti sta conducendo la crescita del mercato.

Il mercato globale dei quadri organici in metallo è segmentato per tipo, applicazione, industria di end-use e regione. Per tipo, il mercato è segmentato in quadri metallici-organici, quadri covalenti-organici, materiali ibridi ultramicroporosi, quadri organici a base di idrogeno e altri. Il segmento dei quadri in metallo-organico dovrebbe dominare il mercato in quanto questi hanno una superficie molto elevata di porosità e di superficie che fornisce benefici per applicazioni basate su adsorbimento.

Global Metal Organic Framework Market- Regional Insights

• Nord America dovrebbe essere il più grande mercato per il quadro organico metallico durante il periodo di previsione, che rappresenta oltre il 32,1% della quota di mercato nel 2023. La crescita del mercato in Nord America è attribuita all'aumento della produzione di gas di scisto e alla crescente adozione di MOF per applicazioni di stoccaggio e separazione del gas.
• Asia Pacifico dovrebbe essere il secondo mercato più grande per il quadro organico metallico, che rappresenta oltre il 38,5% della quota di mercato nel 2023. La crescita del mercato è attribuita alle industrie chimiche e sanitarie in rapida crescita nella regione.
• Europa Si prevede che sia il mercato in più rapida crescita del quadro organico metallico, con un CAGR di oltre il 16,2% durante il periodo di previsione. La crescita del mercato in Europa è attribuita all'aumento delle attività R&D e agli investimenti nello sviluppo di materiali MOF avanzati.

Figura 1. Global Metal Organic Framework Market Share (%), Per Regione, 2023

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Driver del mercato organico del metallo globale

• Aumento della domanda di tecnologie efficienti di stoccaggio e separazione dei gas: Il crescente bisogno di tecnologie di stoccaggio e separazione del gas ad alta efficienza energetica sta guidando la crescita del mercato del quadro organico metallico. I MOF hanno un'area di porosità e superficie eccezionalmente elevata che fornisce una capacità superiore di assorbimento e stoccaggio del gas rispetto ai materiali tradizionali come il carbonio attivato e zeoliti. Industrie come petrolio e gas, prodotti chimici e energia si basano pesantemente sulle tecnologie di separazione e purificazione del gas. I MOF possono assorbire selettivamente gas come idrogeno, metano e anidride carbonica, rendendo la separazione e la purificazione più efficienti. Per esempio, i MOF vengono utilizzati per lo stoccaggio dell'idrogeno veicolare e per lo stoccaggio del gas naturale. L'urgenza di ridurre le emissioni di carbonio e la transizione all'energia pulita è anche aumentare la domanda di efficienza tecnologie di cattura del carbonio, dove i MOF hanno mostrato grande promessa.
• Crescita delle industrie di end-use: La crescita del mercato del quadro organico metallico è guidata dalla crescita costante nei principali settori di end-use quali prodotti chimici, sanitari, alimentari e bevande, petrolio e gas e imballaggi. I MOF sono sempre più adottati in queste industrie per applicazioni come stoccaggio del gas, consegna della droga, conservazione del cibo, catalisi e rilevamento. La dimensione globale del mercato delle sostanze chimiche è prevista per raggiungere circa 6,8 trilioni di dollari entro il 2027, indicando un significativo potenziale di crescita per i MOF. Analogamente, l'aumento della spesa sanitaria e l'espansione dell'industria alimentare e delle bevande nelle economie in via di sviluppo sta conducendo l'assunzione di tecnologie MOF come la consegna controllata della droga, l'imaging medico, l'imballaggio alimentare e altri.
• Proprietà superiori su materiali porosi convenzionali: I MOF possiedono alcune proprietà eccezionali come la porosità ultraelevata, la grande superficie, l'alta stabilità termica e la struttura tunable che li rendono superiori ai materiali porosi convenzionali come zeoliti, il carbonio attivato e il gel di silice. I MOF hanno superfici alte fino a 10.000 m2/g, quasi 10 volte più di zeoliti. I leganti organici personalizzabili e ioni metallici consentono di progettare MOF con dimensioni, forma e funzionalità del poro desiderato. Ciò consente di assorbire e separare gas molto più selettivi. I MOF hanno anche elevata stabilità termica fino a 500°C. La combinazione di porosità ultraelevata, capacità di assorbimento selettiva e stabilità termica rendono MOFs ideale per applicazioni avanzate in catalisi, rilevamento, somministrazione di droga e altri. Le loro proprietà superiori sui materiali tradizionali sono un fattore importante che aumenta la sua adozione in tutte le industrie.
• Aumentare gli investimenti e le attività R&D: Investimenti significativi sono stati realizzati da attori pubblici e privati per promuovere la ricerca MOF e sviluppare nuove aree di applicazione. I finanziamenti governativi per la R&D accademica e istituzionale sono aumentati notevolmente negli ultimi dieci anni, soprattutto in regioni sviluppate come il Nord America e l'Europa. Le grandi aziende chimiche, materiali ed energetiche stanno investendo fortemente nella R&D interna sulla produzione industriale di MOF e applicazioni commerciali. Partenariati strategici tra istituti accademici e operatori del settore sono in aumento per tradurre innovazioni in prodotti commerciali. Inoltre, sono emersi startup focalizzate esclusivamente sullo sviluppo e la commercializzazione delle tecnologie MOF. Il crescente paesaggio R&D segnala forti prospettive di crescita future per il mercato dei quadri organici metallici.

Global Metal Organic Framework Market- Opportunità

• Potenziale non sfruttato in ottica, elettronica e sensori: Mentre l'immagazzinamento del gas e la separazione rappresentano una parte importante attualmente, i MOF hanno un potenziale significativo ma non sfruttato per applicazioni avanzate in aree come l'ottica, l'elettronica e il rilevamento. La loro struttura cristallina altamente ordinata rende MOF adatti per la fabbricazione di dispositivi ottici. I film sottili MOF possono essere integrati in dispositivi elettronici come materiali dielettrici. La porosità accordabile consente anche il rilevamento selettivo delle molecole di destinazione, rendendo MOF ideali per sensori chimici altamente sensibili. Le nanoparticelle MOF sono sempre più esplorate per applicazioni in laser, immagini, display, dispositivi di memoria, batterie e altri. Con l'aumento della R&D in questi campi, l'elettronica, l'ottica e i sensori sono in grado di emergere come aree di applicazione lucrative e creare nuovi viali di crescita per il mercato MOF.
• Crescere la domanda dalle economie emergenti: Le economie emergenti in Asia Pacifico, America Latina e Medio Oriente e Africa offrono enormi opportunità di crescita per il mercato dei quadri organici metallici. L'industrializzazione rapida, l'aumento degli investimenti infrastrutturali, l'urbanizzazione e l'aumento della spesa per i consumatori sono fattori chiave per l'assorbimento di materiali avanzati come MOFs nei settori dell'uso finale. Inoltre, le iniziative governative per promuovere la produzione interna e gli investimenti nelle tecnologie emergenti come l'energia idrogeno aumenteranno ulteriormente la crescita del mercato. I giocatori locali stanno anche andando alla produzione di MOF per soddisfare la crescente domanda regionale. Mentre l'espansione economica nei mercati emergenti accelera, la loro quota nel mercato globale MOF continuerà ad aumentare nel periodo previsto.
• Promuovere la commercializzazione e lo sviluppo dei prodotti: Mentre le attività R&D su MOFs hanno acquisito notevole slancio, la produzione su larga scala e la commercializzazione di prodotti basati su MOF rimane un'opportunità fondamentale. Attualmente, l'alto costo di produzione di MOFs rimane una grande sfida per la fattibilità commerciale. I giocatori si concentrano sullo sviluppo di metodi di produzione a basso costo e sostenibili attraverso l'ottimizzazione dei processi e l'utilizzo di materie prime alternative. È inoltre necessario un maggiore sforzo per tradurre innovazioni nei prodotti pronti al mercato, che possono espandere la gamma di applicazioni MOF esistente. I partenariati con le aziende di applicazione possono contribuire a migliorare lo sviluppo e la standardizzazione di nuovi prodotti. Nel complesso, avanzare tecnologie di produzione e iniziative di commercializzazione svolge un ruolo cruciale nello sbloccare il vero potenziale dei MOF.
• Aumento della domanda di compositi organici: I compositi ibridi che incorporano MOF in polimeri, carbonio, silice e altri materiali porosi sono un'area di opportunità emergente. I compositi MOF combinano i vantaggi di elevata porosità da MOF e processabilità di polimeri o carbonio. Ciò consente il loro utilizzo in applicazioni in cui i soli MOF possono avere limitazioni. Per esempio, le perle MOF-polimero possono superare la natura polverosa dei MOF per separazioni di cromatografia a colonna. Le membrane a matrice mista MOF mostrano anche una maggiore selettività e permeabilità rispetto alle membrane polimeriche. Gli effetti sinergici dei compositi ampliano la portata dei MOF oltre le loro singole applicazioni. Con l'aumento della concentrazione R&D sui compositi organici, questi sono suscettibili di aprire nuovi orizzonti per la crescita del mercato.

Global Metal Organic Framework Market- Tendenze

• Aumentare la ricerca sullo sviluppo di MOF personalizzabili e modulari: Una tendenza importante è la crescente ricerca sullo sviluppo di MOF modulari e personalizzabili combinando selettivamente cluster metallici e leganti organici. L'assemblaggio modulare consente di progettare MOF con proprietà strutturali desiderate e comportamento adsorbimento per applicazioni specifiche. Ad esempio, MOFs con superficie molto alta può essere adattato per lo stoccaggio del gas, mentre i MOF idrofobi sono ideali per la pulizia della fuoriuscita dell'olio. Le aziende stanno sviluppando piattaforme e strumenti per consentire la messa a punto sistematica di MOFs selezionando componenti adatti. MOF personalizzabili che possono essere adattate per diverse applicazioni stanno guadagnando crescente interesse, stimolando innovazioni nella progettazione modulare e nella sintesi.
• I progressi nella produzione MOF sostenibile ed eco-friendly: Un'altra tendenza chiave è lo sviluppo di metodi sostenibili ed eco-compatibili per la produzione MOF per ridurre gli impatti ambientali e i costi. Vengono esplorati percorsi di sintesi verde utilizzando leganti bio-based rinnovabili provenienti da rifiuti vegetali e alimentari per sostituire molecole organiche sintetiche. Abilitare la sintesi MOF in acqua invece di solventi organici rende il processo più benigno. Le aziende stanno anche minimizzando la produzione di rifiuti attraverso il riciclaggio di solventi e materie prime non reagite. L'automazione e la chimica del flusso vengono implementate per la produzione su larga scala per migliorare la resa, la sicurezza e l'efficienza dei processi. Questi progressi stanno posizionando la produzione MOF ecologicamente sostenibile come il futuro della produzione.
• Aumentare l'adozione per la consegna di farmaci e applicazioni biomediche: L'ambito di applicazione di MOF nella fornitura di droga e biomedicina è costantemente in espansione. I MOF consentono il controllo sul carico della droga, la cinetica di rilascio e la biodegradazione a causa della loro dimensione e struttura del poro. Il rilascio mirato e sostenuto di terapeutici può essere raggiunto. I ricercatori stanno sviluppando nanoparticelle MOF per una maggiore consegna intracellulare. I MOF Porosi possiedono anche il potenziale per le impalcature di ingegneria dei tessuti, agenti bioimaging, biosensori e altri. Altre aziende stanno sfruttando MOF per prodotti biomedici per sfruttare l'aumento della spesa sanitaria. Anche il finanziamento del governo per la ricerca MOF in applicazioni mediche sta aumentando costantemente. La fornitura di droga di nicchia e il settore biomedico sta diventando così un'area di applicazione vitale per MOF.
• Numero crescente di partnership e collaborazioni strategiche: L'industria MOF sta assistendo a un crescente numero di partnership, joint venture e collaborazioni tra aziende e istituti di ricerca per incrementare l'innovazione e lo sviluppo dei prodotti. Le aziende stanno collaborando con gruppi accademici con esperienza nella sintesi MOF del romanzo per scoprire insieme nuovi quadri. Tie-ups con società di applicazioni valutano la fattibilità commerciale e traducono R&D in soluzioni pronte al mercato. Le aziende chimiche stanno collaborando per intraprendere la produzione di MOF su larga scala e ampliare il campo commerciale. Queste alleanze strategiche sfruttano le capacità complementari e accelerano la crescita.

Ritiri di mercato organici del metallo globale

• Alto costo di produzione di MOFs: Uno dei principali fattori che frenano l'adozione commerciale diffusa di MOFs è il loro alto costo di produzione rispetto ai materiali industriali esistenti. La sintesi MOF comporta costosi sali metallici precursori e leganti organici, così come processi multi-step e lunghi tempi di reazione. Questo porta a basso rendimento e scarsa fattibilità dei costi. Per applicazioni di materie prime come lo stoccaggio del gas e la separazione, le industrie favoriscono alternative a basso costo come zeoliti e carbone attivo. Scalare la produzione riducendo i costi è una sfida chiave. Le aziende devono sviluppare processi di produzione a basso costo, efficiente ed eco-friendly attraverso la catalisi, l'intensificazione dei processi e l'utilizzo di materie prime a buon mercato.
• Problemi con stabilità e reversibilità: Mentre i MOF offrono una struttura e funzionalità ragionevoli, la stabilità in diverse condizioni ambientali rimane una preoccupazione. Alcuni MOF hanno mostrato degradazione in presenza di umidità. La mancanza di stabilità a lungo termine può limitare il loro utilizzo in applicazioni che richiedono prestazioni durevoli come processi catalitici. Oltre alla stabilità chimica, mantenere l'integrità strutturale dopo ripetuti cicli di adsorbimento-deorpzione è anche importante per la pratica fattibilità e l'adozione commerciale di MOF, soprattutto per le applicazioni di stoccaggio del gas. Ottenere un'eccellente stabilità e reversibilità sarà fondamentale.
• Mancanza di norme standardizzate: La mancanza di normative e protocolli standardizzati per la produzione, il controllo della qualità e l'approvazione del prodotto è un altro importante ostacolo per la commercializzazione e l'adozione di MOF in tutte le industrie. La certificazione ISO per la produzione industriale MOF è attualmente limitata. I requisiti di sicurezza di processo più rigorosi dovranno essere istituiti come scale di produzione. Saranno necessari standard di qualità uniformi per garantire l'affidabilità delle prestazioni nei settori applicativi. Per l'uso in aree sensibili come farmaci e alimenti, le linee guida di approvazione rigorose devono essere formulate. La mancanza di regolamenti formali crea incertezza e ostacola l'adozione su larga scala.

Controbilancia: La produzione di Metal Organic Frameworks (MOFs) comporta procedure complesse e materiali grezzi costosi, che aumenta significativamente il costo complessivo di produzione. Questo alto costo è spesso trasmesso agli utenti finali, che possono limitare la crescita del mercato.

Vista analista:

Il mercato globale delle strutture metalliche organiche è destinato a testimoniare una crescita significativa nel prossimo decennio. La crescita del mercato è guidata dalla crescente domanda di quadri organici metallici nelle applicazioni di stoccaggio e separazione del gas. La loro superficie alta e le proprietà porose sintonizzabili li rendono ideali per catturare e immagazzinare gas come idrogeno, metano e anidride carbonica. Il loro uso nella purificazione energetica del gas naturale e del biogas si sta espandendo costantemente. L'America del Nord domina attualmente il mercato a causa della presenza dei principali produttori di MOF e delle istituzioni di ricerca che esplorano le loro potenziali applicazioni. Tuttavia, l'Asia Pacifico dovrebbe emergere come il mercato regionale in crescita più veloce con la Cina e l'India investendo pesantemente in MOF R&D. Lo sviluppo di economie nella regione vede MOFs come un'opportunità per affrontare le loro preoccupazioni di sicurezza energetica e inquinamento. Mentre le opportunità abbondano, i costi di produzione elevati e la mancanza di scala pongono sfide al mercato. La sincronizzazione dei MOF comporta processi multistep e l'uso di sali metallici costosi. Questo ostacola il loro uso diffuso soprattutto nelle nazioni in via di sviluppo. Persistono anche le preoccupazioni sulle strozzature di produzione e sui problemi della supply chain.

La commercializzazione di MOF in stoccaggio del gas, cattura del carbonio, trattamento dell'acqua e applicazioni catalitiche spingerebbe significativamente i ricavi futuri. Le collaborazioni tra laboratori accademici e attori industriali saranno la chiave per sbloccare il vasto MOF

Global Metal Organic Framework Market- Recenti sviluppi

Nuovi prodotti lancia:

• Nell'ottobre del 2022, BASE è un'azienda chimica lanciata la prima MOF commerciale, Basolite M050, per applicazioni di trasformazione del calore adsorbimento. Questo può immagazzinare in modo efficiente l'energia termica per gli edifici di riscaldamento e raffreddamento.
• Nel gennaio 2022, MOF Tecnologie è una società di produzione di idrogeno introdotto un nuovo MOF adsorbent, MOF-210, per applicazioni di stoccaggio dell'idrogeno. Ha una capacità di idrogeno volumetrico superiore al 70% rispetto ai cilindri a gas compressi.
• Nel settembre 2021, MOFGEN Ltd. ha lanciato un nuovo quadro zeolitico imidazolato, ZIF-8, per catturare selettivamente CO₂ dai flussi di gas flue. Ciò contribuirà a ridurre le emissioni di gas serra.

Acquisizione e partnership:

• Nel marzo 2022, SK Inc. ha collaborato con MOF Technologies per promuovere lo sviluppo e la commercializzazione di MOF per lo stoccaggio dell'idrogeno. Ciò ha rafforzato le loro capacità nelle tecnologie energetiche pulite.
• Nel mese di ottobre 2021, Adamas Nanotechnologies acquisito MOF Tecnologie India per espandere il suo portafoglio di materiali nanoporosi tra cui MOFs. Questo ha migliorato le sue capacità R&D.
• A maggio 2020, MOF Tecnologie associate a Avantama per sviluppare sensori basati su MOF per rilevare le emissioni di VOC. Questo ha combinato la loro esperienza nella sintesi MOF e l'integrazione dei sensori.

Figura 2. Quota globale del mercato organico del metallo (%), per applicazione, 2023

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Le migliori aziende del Global Metal Organic Framework Market:

• BASE
• Strem Chemicals
• MOF Technologies
• MOFapps
• NovaMOF
• MOF Technologies India
• ACSYNAM
• Framergy, Inc.
• MOFgen Ltd.
• MOFworx
• ZBMATH
• Avantama
• Sigma-Aldrich
• Sigma-Aldrich
• Prodotti chimici TCI
• Greenwich Associati molecolari
• Novochem
• micromeriti
• Reinste Nanoventures
• Tecnologie NUMAT

Definizione: Quadri metallici organici (MOFs) si riferiscono a una classe di materiali polimerici porosi realizzati collegando ioni metallici o cluster metallici con leganti organici. La flessibilità di progettazione associata a variare gli ioni metallici e i linker organici consente la sintesi di un'ampia varietà di MOF con dimensioni di poro, elevata porosità e ampia superficie. Grazie alle loro eccezionali proprietà fisicochimiche, i MOF hanno dimostrato un grande potenziale per diverse applicazioni, tra cui stoccaggio e separazione del gas, consegna della droga, rilevamento chimico, catalisi e bonifica ambientale. L'ampia superficie e i volumi di pori di MOF consentono l'assorbimento di gas ad alta capacità, rendendoli utili per lo stoccaggio dell'idrogeno e la cattura del carbonio. I MOF sono anche in fase di esplorazione per la somministrazione di farmaci controllati a causa di dimensioni e chemistrie di pori. Il mercato per MOFs è guidato da crescenti applicazioni commerciali in settori chimici, sanitari, energetici e packaging.