マーケットトレンド の APAC 化学センサー 産業
最も急成長を記録する防衛セキュリティ
- 防衛分野では、潜在的な化学・生物学的（C/B）攻撃に対する早期警戒と軍事力保護のためのセンサーの開発が急務となっている。アジアの軍事大国が多額の軍事費を投じる傾向が続いているのは、世界の国防費が幅広く増加傾向にあるためである。
- 既存のセンサー・システムを使った化学物質検知は、選択性という大きな課題に直面している。それらはしばしば時間がかかり、高価で扱いにくく、実験室ベースで、通常は十分な感度と選択性に欠けている。テロリストが生物学的製剤を使用するのは、検出が困難な場合が多く、発病が数時間から数日遅れることがあり、拡散性が高まるからである。これまで開発されてきたさまざまな検出方法の中で、電気化学センサーは、高感度、特異性、操作の簡便性という他の追随を許さない長所を備えている。
- しかし、現在進行中の対テロ戦争と安全保障上の懸念の高まりにより、軍事・民間防衛の両用途において、生物兵器剤に対するより新しく高速なバイオセンサーが必要とされている。ナノテクノロジーは、バイオセンサーの開発においてますます重要な役割を果たしている。
- 研究開発活動に巨額の投資が行われ、先進的な新世代ナノセンサーの出現により、炭疽菌のような有毒ガスの検出に役立つ機器は市場に好影響を与えると予想される。軍事や国土安全保障では、ナノセンサーは生物毒素や放射線の検出にも使用されている。このように、ナノテクノロジーは、メーカーが自己修復テントや軽量車両などの高度な戦場装備を開発することを可能にし、これが市場を牽引している。
- 例えば、中国は世界最大のナノテクノロジー多機能研究プラットフォームを建設中である。江蘇省蘇州市にあるVacuum Interconnected Nano-X Research Facilityは、材料成長、デバイス製造、テストの最先端機能を1つの超高真空環境に統合している。今後、防衛安全保障におけるナノ化学センサーの市場が成長すると予想される。
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医療業界が大きな市場シェアを占める
- ヘルスケア分野は、迅速、コンパクト、正確、ポータブルな診断センシングシステムに対する需要の増加により、化学センサの主要市場となっている。次世代の臨床診断、測定、モニタリング用センサーに対する需要の高まりは、埋め込み型やウェアラブルデバイスへの応用のために、市場に飛躍的な成長の可能性を秘めた巨大な機会を生み出している。
- 最近、韓国科学技術院（KAIST）は、呼気の成分を迅速に分析して特定の疾患に関連する微量分子を検出する化学ナノセンサーを開発した。
- さらに、糖尿病患者の増加に伴い、各国の政府機関は効果的な診断技術の開発に投資している。例えば、日本では厚生労働省がFreeStyle Libreグルコース・モニタリング・システムに保険償還を認めた。この画期的なシステムは、6歳以上の糖尿病患者100万人以上の日本国民に広く利用されることを目的としていた。これは、ヘルスケア分野での化学センサーの採用を刺激した。
- インドには糖尿病患者に苦しむ膨大な人口がいるため、化学センサーと統合されたデバイスの要件が最も不可欠である。最近2019年12月、CSIR-Central Electrochemical Research Institute（CSIR-CECRI）のインド人科学者を含む研究者らは、グルコースの検出と体液からの発電を同時に行える半導体ベースのセンサーを発明した。このセンサーは、糖尿病やその他の代謝異常の早期診断に有用である。研究チームは、このセンサーを使って、グルコースと酸素の化学エネルギーを電力に変換する燃料電池を開発した。
- この燃料電池は、有機電気化学トランジスタを作動させるのに十分な電力を発生させる。研究者らによると、この技術革新は、グルコースを利用して他の電子機器に電力を供給する、低コストで安定したバイオ燃料電池の開発に道を開く可能性があるという。
- さらに、天然生物材料のナノスケールの建築特性を利用して高性能センサーを開発することで、未開拓の可能性が広がっている。シンガポールと中国の研究者たちは、構造的に階層化された蝶の羽の3次元（3D）バイオミメティック鋳型に基づく超高感度化学センサーの開発を行った。
- グラフェンシートコーティング戦略と組み合わせることで、この多孔質3D構造は、高速応答時間（≤1秒）、低検出限界（20ppb）、優れた機械的特性など、糖尿病に関連する揮発性有機化合物（VOC）の高選択的検出を可能にした。将来的には、天然の生体材料を高性能センサーに統合する大きな機会を提供するものであり、ウェアラブルでフレキシブルなセンサーとして優れた可能性を秘めている。
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