Stratistics MRC에 따르면, 세계 단층 탄소나노튜브 시장은 2024년 11억 7,000만 달러로 예측 기간 동안 52.0%의 CAGR로 성장하여 2030년에는 144억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 단층 탄소나노튜브(SWCNT)는 육각형 격자로 배열된 탄소 원자의 단층으로 구성된 원통형 구조입니다. SWCNT는 인장 강도, 전기 전도성, 열 안정성 등 우수한 물리적 특성을 가지고 있으며, 그래핀 시트를 원통형으로 감아서 형성됩니다. 전기적 특성은 탄소 원자의 "킬러티"에 따라 금속성 또는 반도체성을 가지며, SWCNT는 전기를 효율적으로 전도하기 때문에 전자, 나노기술, 에너지 저장 등의 용도에 이상적입니다. 이러한 가능성으로 인해 합성, 기능화, 실용 기술로의 통합에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다.
뛰어난 재료 특성
뛰어난 재료 특성으로는 뛰어난 인장 강도, 전기 전도성, 열 안정성 등이 있습니다. 이러한 특성으로 인해 SWCNT는 전자제품에서 에너지 저장에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 높은 가치를 발휘하고 있으며, SWCNT는 길이 방향으로 전기를 전도하는 독특한 능력과 경량 및 고강도 특성으로 인해 응용 분야에 이상적입니다. 항공우주, 자동차, 건축 부문에서 경량 및 고강도 소재에 대한 수요가 증가하면서 단층 탄소나노튜브 시장을 더욱 견인하고 있습니다.
복잡한 제조 공정과 특수 장비
고품질의 단층 탄소나노튜브를 제조하기 위해서는 화학기상증착법(CVD), 아크방전법 등 특수한 장비와 기술이 필요한데, 이러한 장비는 고가이고 규모화하기 어렵습니다. 또한, 제조 과정에서 카이랄리티를 제어하는 것은 복잡한 작업이며, 미세한 구조의 변화도 특성 및 성능에 극적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 요인들은 단층 탄소나노튜브의 가용성을 제한하고 제조비용을 상승시켜 시장 성장을 제한하고 있습니다.
경량 및 고강도 소재에 대한 수요 증가
자동차, 항공우주, 전자 등의 산업에서는 강도를 희생하지 않고 성능을 향상시키고 경량화하기 위해 나노튜브와 같은 첨단 나노소재에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 특히 고분자, 세라믹, 금속의 기계적 특성을 향상시키는 SWCNT는 구조 부품의 복합재료로 활용되고 있습니다. 전기자동차(EV) 및 기타 고성능 애플리케이션의 부상으로 효율성 향상을 위해 경량화 및 고강도 소재가 필요하기 때문에 단층 탄소나노튜브 기반 소재에 대한 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.
잠재적 건강 및 환경 위험
연구에 따르면 탄소나노튜브의 흡입은 호흡기질환을 유발할 수 있으며, 작은 크기로 인해 생체막을 투과할 수 있는 것으로 나타났습니다. 또한, 단층 탄소나노튜브의 폐기 및 환경에서의 잠재적 독성은 장기적으로 생태계에 미치는 영향에 대한 우려를 불러일으키고 있습니다. 단층 탄소나노튜브 시장이 확대됨에 따라, 이러한 건강 및 환경적 위험에 대한 대응은 안전한 사용을 보장하고 시장 성장을 저해하는 규제적 제한을 방지하는 데 매우 중요합니다.
COVID-19의 영향
제조 지연과 연구 활동의 감소는 새로운 응용 분야와 혁신의 개발 속도에 영향을 미쳤습니다. 한편, 팬데믹은 의료기기, 개인보호구(PPE), 에너지 저장 솔루션과 같은 분야에서 SWCNT를 포함한 첨단 소재의 중요성을 부각시켰습니다. 산업계가 팬데믹 이후 현실에 적응하면서 나노기술과 첨단 소재에 대한 관심이 다시 높아지고 있습니다. 의료, 에너지, 전자 분야에서 혁신적인 솔루션에 대한 수요가 증가함에 따라 단층 탄소나노튜브 시장의 회복과 확장이 가속화될 것으로 예상됩니다.
예측 기간 동안 암체어 부문이 가장 클 것으로 예상됩니다.
암체어 부문은 금속성 특성으로 인해 기존 재료에 비해 높은 전류 전달 용량과 낮은 저항 손실을 제공하기 때문에 예측 기간 동안 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 이는 소비자 전자기기 및 반도체 산업에서 성능 향상으로 이어집니다. 또한, 높은 전도율과 넓은 표면적으로 인해 슈퍼커패시터 및 배터리의 에너지 저장 및 생성용으로도 고려되고 있으며, 전기자동차 및 재생에너지 발전 시스템과 같은 에너지 효율이 높은 기술에 적합합니다.
예측 기간 동안 레이저 절제 부문은 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다.
예측 기간 동안 양자 컴퓨팅, 나노 센서, 고강도 복합재료와 같은 첨단 기술로 인해 레이저 절제 부문이 가장 높은 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 이러한 응용 분야에서는 불순물이 적고 균일성이 높은 재료가 필요한데, 레이저 절제술은 이를 실현할 수 있습니다. 항공우주, 자동차, 전자 등의 산업에서 이러한 첨단 소재에 대한 수요가 증가하고 있으며, 레이저 절제 기술의 채택이 시장 성장을 촉진하고 있습니다.
예측 기간 동안, 북미는 향상된 키랄리티 제어, 구조적 균일성, 확장성을 가진 초전도 웨지 나노튜브(SWCNT)를 합성하기 위한 진보된 방법으로 인해 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 화학 기상 성장법, 레이저 절제법, 플라즈마 강화 성장법 등이 있습니다. 또한, 대학 및 기업 연구실에서는 에너지 저장, 플렉서블 전자, 첨단 센서와 같은 특정 사용 사례에 맞게 단층 탄소나노튜브를 맞춤화하여 기존 기술에 원활하게 통합할 수 있도록 하고 있습니다.
예측 기간 동안 아시아태평양은 전기자동차(EV)의 차량 효율과 주행거리를 개선하기 위한 섀시, 차체 패널, 프레임과 같은 경량 구조 부품으로 인해 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상되며, SWCNT는 배기가스 규제를 충족하고 고성능 및 고급 자동차의 성능을 향상시킵니다. 은 자율주행, 커넥티비티, 안전 기능을 위한 첨단 센서 및 전자장치에도 사용되어 스마트카 및 자율주행차 개발을 지원하며 아시아태평양 자동차 부문의 수요를 견인하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Single-Walled Carbon Nanotube Market is accounted for $1.17 billion in 2024 and is expected to reach $14.4 billion by 2030 growing at a CAGR of 52.0% during the forecast period. Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNTs) are cylindrical structures made of a single layer of carbon atoms arranged in a hexagonal lattice. They are formed by rolling a graphene sheet into a seamless cylinder. SWCNTs have remarkable physical properties, including tensile strength, electrical conductivity, and thermal stability. Their electrical characteristics can be metallic or semiconducting, depending on the carbon atom's "chirality." SWCNTs are highly efficient in conducting electricity, making them ideal for applications in electronics, nanotechnology, and energy storage. Their potential has led to significant research into their synthesis, functionalization, and integration into practical technologies.
Exceptional material properties
Exceptional material properties include extraordinary tensile strength, electrical conductivity and thermal stability. These properties make SWCNTs highly valuable in a wide range of industries, from electronics to energy storage. Their unique ability to conduct electricity along their length, combined with their lightweight and high-strength characteristics, makes them ideal for applications. The growing demand for lightweight and high-strength materials in aerospace, automotive, and construction sectors further drives the single-walled carbon nanotube market.
Complex manufacturing processes and specialized equipment
Producing high-quality single-walled carbon nanotube requires specialized equipment and techniques, such as chemical vapor deposition (CVD) or arc discharge, which can be expensive and difficult to scale. Additionally, controlling the chirality during production is a complex task, as even slight variations in their structure can dramatically affect their properties and performance. These factors limit the availability of single-walled carbon nanotube and increase production costs, restricting market growth.
Increasing demand for lightweight and high-strength materials
Industries such as automotive, aerospace and electronics are increasingly turning to advanced nanomaterials like nanotubes to improve performance and reduce weight without sacrificing strength. In particular, the use of SWCNTs in composite materials for structural components is gaining traction due to their ability to improve the mechanical properties of polymers, ceramics, and metals. The rise of electric vehicles (EVs) and other high-performance applications, which require lighter and stronger materials for improved efficiency, is expected to drive demand for single-walled carbon nanotube -based materials.
Potential health and environmental risks
Studies have shown that inhalation of carbon nanotubes can lead to respiratory issues, and their small size allows them to potentially penetrate biological membranes. Moreover, the disposal of single-walled carbon nanotube and their potential toxicity in the environment raise concerns about long-term ecological effects. As the market for single-walled carbon nanotube expands, addressing these health and environmental risks will become crucial to ensuring safe use and preventing regulatory restrictions that could hinder market growth.
Covid-19 Impact
Manufacturing delays and reduced research activities affected the rate at which new applications and innovations were developed. On the other hand, the pandemic highlighted the importance of advanced materials, including SWCNTs, in areas such as medical devices, personal protective equipment (PPE), and energy storage solutions. As industries adapt to post-pandemic realities, there is renewed interest in nanotechnology and advanced materials. The growing need for innovative solutions in healthcare, energy, and electronics is expected to accelerate the recovery and expansion of the single-walled carbon nanotube market.
The armchair segment is expected to be the largest during the forecast period
The armchair segment is expected to account for the largest market share during the forecast period due to their metallic nature, offering higher current-carrying capacity and lower resistive losses compared to traditional materials. This leads to improved performance in consumer electronics and semiconductor industries. They are also being explored for energy storage and generation in supercapacitors and batteries due to their high electrical conductivity and larger surface area, making them ideal for energy-efficient technologies like electric vehicles and renewable energy systems.
The laser ablation segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the laser ablation segment is predicted to witness the highest growth rate due to cutting-edge technologies, such as quantum computing, nanosensors, and high-strength composites. These applications require materials with minimal impurities and high uniformity, which laser ablation, can deliver. The growing demand for such advanced materials in industries like aerospace, automotive, and electronics supports the adoption of laser ablation techniques driving the market growth.
During the forecast period, the North America region is expected to hold the largest market share due to advanced methods for synthesizing superconducting wedge nanotubes (SWCNTs) with improved chirality control, structural uniformity, and scalability. Techniques like chemical vapor deposition, laser ablation, and plasma-enhanced growth. Universities and corporate research labs are also tailoring single-walled carbon nanotube for specific use cases like energy storage, flexible electronics, and advanced sensors, ensuring seamless integration into existing technologies.
Over the forecast period, the Asia Pacific region is anticipated to exhibit the highest CAGR owing to lightweight structural components like chassis, body panels, and frames to improve vehicle efficiency and range in electric vehicles (EVs). They meet emission standards and enhance performance in high-performance and luxury vehicles. SWCNTs are also being used in advanced sensors and electronics for autonomous driving, connectivity, and safety features, supporting the development of smart and autonomous vehicles, driving demand in the APAC automotive sector.
Key players in the market
Some of the key players in Single-Walled Carbon Nanotube market include Arkema SA , Arry International Group Limited , Cabot Corporation, Carbon Solutions, Inc., Hanwha Chemical Corporation, Hyperion Catalysis International, Jiangsu Cnano Technology Co., Ltd., Klean Commodities, Nanocyl SA, NanoLab , Nanoshell LLC, NoPo Nanotechnologies, OCSiAl, Showa Denko K.K. and Thomas Swan & Co. Ltd.
In January 2025, Arkema and ALBIS partner in the distribution of high-performance medical-grade polymers for the healthcare market. These polymers are known for their chemical resistance, flexibility and compliance with industry standards, supporting the strict requirements of manufacturers in the healthcare field.
In December 2024, Arkema finalized he acquisition of Dow's flexible packaging laminating adhesives business, one of the leading global producers of adhesives for the flexible packaging market.
In August 2024, Array unveiled SkyLink tracker system to maximize solar efficiency in extreme weather & reduce costs, a revolutionary PV-powered wireless tracker system that builds on the capabilities of DuraTrack(R) and OmniTrack(TM) offerings.