グラフェンナノコンポジット市場規模・シェア分析 – 成長トレンド・予測 (2025年～2030年)
グラフェンナノコンポジット市場レポートは、業界をタイプ（酸化グラフェン（GO）、グラフェンナノプレートレット（GNP）、その他のタイプ）、エンドユーザー産業（電気・電子、医療、自動車・航空宇宙、建築・建設、包装、その他のエンドユーザー産業）、および地域（アジア太平洋、北米、ヨーロッパ、南米、中東・アフリカ）にセグメント化しています。
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グラフェンナノコンポジット市場の概要
I. はじめに
グラフェンナノコンポジット市場に関する本レポートは、「タイプ（酸化グラフェン（GO）、グラフェンナノプレートレット（GNP）、その他のタイプ）」、「最終用途産業（電気・電子、医療、自動車・航空宇宙、建築・建設、包装、その他の最終用途産業）」、および「地域（アジア太平洋、北米、ヨーロッパ、南米、中東・アフリカ）」に基づいて市場をセグメント化し、その成長トレンドと予測（2025年～2030年）を分析しています。本市場は、予測期間中に30%を超える年平均成長率（CAGR）を記録すると予想されており、アジア太平洋地域が最も急速に成長し、最大の市場となると見込まれています。市場の集中度は中程度です。
II. 市場の概要と予測
グラフェンナノコンポジット市場は、予測期間中に30%を超える年平均成長率（CAGR）を記録すると予想されています。
2020年にはCOVID-19のパンデミックにより、特に電子機器・半導体産業が大きな影響を受け、市場は一時的にマイナスの影響を受けました。しかし、2021年には電子機器・半導体需要の増加により、市場は着実に成長すると予測されています。
短期的には、電子機器分野におけるグラフェンナノコンポジットの用途拡大と、先進国および新興国における医療機器生産での需要増加が、市場成長を促進する主要因となっています。一方で、合成に関連する高コストが、予測期間中の市場成長を抑制する主要因となる可能性があります。
しかし、グラフェンナノコンポジットの新たな用途の出現や、バイオベースのグラフェンナノコンポジットの開発は、近い将来、世界の市場に有利な成長機会をもたらすと期待されています。
地域別では、アジア太平洋地域が市場を支配すると予想されており、予測期間中に最も高いCAGRを示す可能性が高いです。これは、中国、日本、インドを含むこの地域の国々で、電子機器、医療、包装、自動車、建設分野におけるグラフェンナノコンポジットの消費が増加していることに起因しています。
III. 主要な市場トレンドと洞察
A. 電気・電子最終用途産業からの需要増加
電気・電子セグメントは、2021年のグラフェンナノコンポジット市場において、かなりの収益シェアを占めました。グラフェンは優れた熱伝導性と電気伝導性を持ち、電子回路の相互接続や部品に適しています。グラフェンナノコンポジットは、軽量でありながら熱伝導性、電気伝導性、堅牢な特性を兼ね備えており、様々な電子機器や半導体部品の製造に広く利用されています。
具体的な用途としては、フレキシブル無線周波数識別（RFID）タグ、薄膜トランジスタ、各種センサー、スーパーキャパシタ、太陽光発電および透明導体、タッチスクリーン、光リミッター、光周波数変換器、テラヘルツデバイスなどが挙げられます。また、スマートフォン、超薄型フレキシブルディスプレイ、導電性コーティング、印刷可能エレクトロニクスなどの用途にも使用されています。
電子機器・半導体産業の拡大と、それぞれの用途におけるグラフェンナノコンポジットの採用増加が、この産業の成長を牽引する主要因となっています。例えば、以下の統計データがその傾向を示しています。
* 中国国家統計局によると、中国の電子機器製造業の付加価値年間成長率は、2020年の7.7%に対し、2021年には15.7%を記録しました。
* Consumer Technology Associationによると、米国の家電産業の成長率は、2020年の2.2%に対し、2021年には4.3%を記録し、グラフェンナノコンポジットの需要を増加させ、市場の成長を促進しています。
* Semiconductor Industry Associationによると、世界の半導体市場規模は、2020年の4403.9億ドルに対し、2021年には5558.9億ドルに達し、2022年には6135.2億ドルに達すると予想されており、これが対象産業の成長を促進するでしょう。
これらの要因を考慮すると、近い将来、電気・電子最終用途産業セグメントにおけるグラフェンナノコンポジットの需要は大幅に増加すると予想されます。
B. アジア太平洋地域が市場を支配
アジア太平洋地域は、2021年に収益面で世界の市場を支配し、その優位性は2022年から2027年の予測期間中も維持されると予測されています。
アジア諸国における包装、建築・建設、自動車、電子機器用途でのグラフェンナノコンポジットの需要増加が、アジア太平洋地域の対象産業の成長を牽引する主要因です。
グラフェンナノコンポジットは、電子機器・半導体だけでなく、食品・飲料包装や電子機器包装分野でも、その良好な熱応答性、ガス透過性、機械的強度、電気伝導性などの特性から応用されています。また、グラフェンナノ材料は、グラフェン強化セメント複合材料の開発にも使用されています。さらに、自動車構造の軽量化、自動車パネル、航空機燃料システム、センサー、グラフェン導体など、様々な自動車・航空宇宙用途にも利用されています。
インド、中国、日本における包装、建設、自動車、電子機器分野の急速な成長が、グラフェンナノコンポジットの需要を促進し、市場の成長をさらに加速させるでしょう。具体的なデータは以下の通りです。
* 日本包装技術協会（JPI）によると、日本の包装産業は2020年の6兆109億円に対し、2021年には6兆1477億円と評価されており、それぞれの用途におけるグラフェンナノコンポジットの需要を高める可能性があります。
* India Brand Equity Foundationによると、インドのEコマース産業は2022年に21.5%増加し、748億ドルに達すると予想されています。さらに、同国のEコマース産業は2030年までに3500億ドルに達すると見込まれており、Eコマース分野の成長傾向が包装需要を高め、国内の市場需要を促進するでしょう。
* 中国国家統計局によると、中国の建設工事生産額は、2020年の23.27兆人民元に対し、2021年には25.92兆人民元を記録し、それぞれの建設用途におけるグラフェンナノコンポジットの需要を高めました。
* 国土交通省（MLIT）によると、日本の建設工事受注額は、2020年の14.88兆円に対し、2021年には15.1兆円と評価されており、グラフェンナノコンポジット市場の需要を促進しています。
* OICAによると、中国は2020年の2523万台に対し、2021年には2608万台の車両を生産し、3%の増加を記録しました。India Energy Storage Alliance（IESA）によると、インドのEV産業は36%のCAGRで拡大すると予想されており、グラフェンナノコンポジットの需要を刺激するでしょう。
* さらに、India Brand Equity Foundationによると、インドの電子機器国内生産は2014-15年の290億ドルから2020-21年には670億ドルに成長しており、電子機器セグメントにおけるグラフェンナノコンポジットの需要を促進しています。
これらの要因すべてが、予測期間中のアジア太平洋地域のグラフェンナノコンポジット市場の成長を促進すると考えられます。
IV. 競争環境
グラフェンナノコンポジット市場は、部分的に統合された性質を持っています。市場の主要プレーヤーには、Haydale Graphene Industries plc.、GrapheneTech, S.L.、NanoXplore Inc.、XG Sciences、Aztrongなどが含まれます（順不同）。
V. 最近の業界動向
* 2022年1月、Haydale Graphene Industries plc.は、化粧品フェイスマスクシートとPPEフェイスマスクにグラフェンナノプレートレット（GNP）を組み込むことを発表しました。iCraft社は、Haydale社の機能化GNPをグラフェンコーティングされた生地「THERMiT」に使用しています。
* 2021年3月、Haydale Graphene Industries plc.は、Innovate UK Loans Limitedから110万ポンドの融資を受けました。Innovate UKの支援を受けて、Haydale社はグラフェンを含む機能性ナノ材料の生産能力を年間30トン以上に拡大する計画です。
VI. 結論
グラフェンナノコンポジット市場は、電気・電子産業からの強い需要とアジア太平洋地域の急速な経済成長に牽引され、今後も大幅な成長が見込まれます。合成コストの課題はあるものの、新たな用途開発とバイオベース材料へのシフトが、市場のさらなる拡大を後押しするでしょう。
このレポートは、グラフェンナノコンポジット市場に関する詳細な分析を提供しています。グラフェンナノコンポジットは、優れた電気的、機械的、光学的、化学的、熱的特性を持ち、高いアスペクト比により補強材として理想的です。代替エネルギー源向けの新しい材料開発に広く利用されており、化学・バイオセンサー、エネルギー貯蔵デバイス、ナノ電気機械システム、スマートフォン、超薄型フレキシブルディスプレイ、透明タッチスクリーン、超高速トランジスタ、導電性コーティング、燃料電池、バッテリー、ウルトラキャパシタ、骨組織工学など、多岐にわたる主要な用途があります。本レポートでは、タイプ別、エンドユーザー産業別、地域別に市場をセグメント化し、主要地域15カ国の市場規模と予測を、価値（USD百万）に基づいて提供しています。
市場のダイナミクスとしては、主に以下の要因が挙げられます。成長促進要因（Drivers）には、電子部門からの用途の増加や生体医療機器における採用の拡大があります。一方、抑制要因（Restraints）としては、合成に関連する高コストやその他の制約が指摘されています。また、業界のバリューチェーン分析やポーターのファイブフォース分析（サプライヤーの交渉力、バイヤーの交渉力、新規参入者の脅威、代替製品・サービスの脅威、競争の度合い）も詳細に分析されています。
市場は以下の主要なセグメントに分類されています。タイプ別では、酸化グラフェン（GO）、グラフェンナノプレートレット（GNP）、その他のタイプに分けられます。エンドユーザー産業別では、電気・電子、医療、自動車・航空宇宙、建築・建設、包装、その他のエンドユーザー産業が対象です。地域別では、アジア太平洋地域（中国、インド、日本、韓国など）、北米（米国、カナダ、メキシコ）、ヨーロッパ（ドイツ、英国、イタリア、フランスなど）、南米（ブラジル、アルゼンチンなど）、中東・アフリカ（サウジアラビア、南アフリカなど）が詳細に分析されています。
競争環境については、合併・買収、合弁事業、提携、契約、市場シェア分析、主要企業の戦略が網羅されています。主要企業としては、Haydale Graphene Industries plc、Versarien plc、GrapheneTech, S.L.、NanoXplore Inc.、Graphenea、Applied Graphene Materials、XG Sciences、Directa Plus S.p.A、Abalonyx AS、Aztrongなどが挙げられています。市場の機会と将来のトレンドとして、グラフェンナノコンポジットの新たな応用分野が注目されています。
本レポートの主要な調査結果と予測は以下の通りです。グラフェンナノコンポジット市場は、予測期間（2025年～2030年）中に30%を超えるCAGR（年平均成長率）で成長すると予測されています。主要な市場プレーヤーには、Haydale Graphene Industries plc、GrapheneTech, S.L.、NanoXplore Inc.、XG Sciences、Aztrongなどが含まれます。最も急速に成長する地域はアジア太平洋地域であり、予測期間中に最高のCAGRを記録すると推定されています。2025年には、アジア太平洋地域がグラフェンナノコンポジット市場で最大の市場シェアを占めると見込まれています。レポートは、2019年から2024年までの過去の市場規模データと、2025年から2030年までの市場規模予測をカバーしています。
1. はじめに
- 1.1 調査の前提条件
- 1.2 調査範囲
2. 調査方法
3. エグゼクティブサマリー
4. 市場動向
- 4.1 推進要因
- 4.1.1 電子機器分野からの用途の増加
- 4.1.2 生体医療機器における採用の増加
- 4.2 阻害要因
- 4.2.1 合成に伴う高コスト
- 4.2.2 その他の阻害要因
- 4.3 産業バリューチェーン分析
- 4.4 ポーターの5つの力分析
- 4.4.1 供給者の交渉力
- 4.4.2 買い手の交渉力
- 4.4.3 新規参入の脅威
- 4.4.4 代替製品およびサービスの脅威
- 4.4.5 競争の程度
5. 市場セグメンテーション
- 5.1 タイプ
- 5.1.1 酸化グラフェン (GO)
- 5.1.2 グラフェンナノプレートレット (GNP)
- 5.1.3 その他のタイプ
- 5.2 エンドユーザー産業
- 5.2.1 電気・電子
- 5.2.2 医療
- 5.2.3 自動車・航空宇宙
- 5.2.4 建築・建設
- 5.2.5 包装
- 5.2.6 その他のエンドユーザー産業
- 5.3 地域
- 5.3.1 アジア太平洋
- 5.3.1.1 中国
- 5.3.1.2 インド
- 5.3.1.3 日本
- 5.3.1.4 韓国
- 5.3.1.5 その他のアジア太平洋地域
- 5.3.2 北米
- 5.3.2.1 米国
- 5.3.2.2 カナダ
- 5.3.2.3 メキシコ
- 5.3.3 ヨーロッパ
- 5.3.3.1 ドイツ
- 5.3.3.2 イギリス
- 5.3.3.3 イタリア
- 5.3.3.4 フランス
- 5.3.3.5 その他のヨーロッパ地域
- 5.3.4 南米
- 5.3.4.1 ブラジル
- 5.3.4.2 アルゼンチン
- 5.3.4.3 その他の南米地域
- 5.3.5 中東・アフリカ
- 5.3.5.1 サウジアラビア
- 5.3.5.2 南アフリカ
- 5.3.5.3 その他の中東・アフリカ地域
6. 競争環境
- 6.1 合併と買収、合弁事業、提携、および契約
- 6.2 市場シェア (%)/ランキング分析
- 6.3 主要企業が採用する戦略
- 6.4 企業プロファイル
- 6.4.1 Haydale Graphene Industries plc
- 6.4.2 Versarien plc
- 6.4.3 GrapheneTech, S.L.
- 6.4.4 NanoXplore Inc.
- 6.4.5 Graphenea
- 6.4.6 Applied Graphene Materials
- 6.4.7 XG Sciences
- 6.4.8 Directa Plus S.p.A
- 6.4.9 Abalonyx AS
- 6.4.10 Aztrong
- *リストは網羅的ではありません
7. 市場機会と将来のトレンド
- 7.1 グラフェンナノコンポジットの新たな用途
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グラフェンナノコンポジットは、次世代の高性能材料として世界中で注目を集めている複合材料です。その定義、種類、用途、関連技術、市場背景、そして将来展望について、詳しくご説明いたします。
定義
グラフェンナノコンポジットとは、炭素原子が六角形格子状に結合した単原子層の物質であるグラフェン、またはその誘導体（酸化グラフェン、還元型酸化グラフェンなど）を、ナノメートルスケールのフィラー（充填材）として、ポリマー、セラミックス、金属などのマトリックス材料（基材）に複合化した材料を指します。グラフェンは、その優れた電気伝導性、熱伝導性、機械的強度、軽量性といった特性から「夢の素材」とも称されており、このグラフェンをマトリックス材料に少量添加することで、マトリックス材料単体では実現できなかった、あるいは大幅な向上が困難であった特性を付与・向上させることを目的として開発が進められています。具体的には、電気伝導性、熱伝導性、機械的強度（引張強度、曲げ強度、衝撃強度）、耐腐食性、バリア性、難燃性などの改善が期待されています。
種類
グラフェンナノコンポジットは、主にマトリックス材料の種類やグラフェン材料の形態、製造方法によって分類されます。
* マトリックス材料による分類:
* ポリマーグラフェンナノコンポジット: 最も研究開発が盛んな分野です。エポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリスチレン、ゴムなど、多岐にわたるポリマーにグラフェンを複合化します。軽量性、加工性に優れ、電気・熱伝導性、機械的強度、ガスバリア性、難燃性などの向上が期待されます。
* セラミックスグラフェンナノコンポジット: アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素などのセラミックスにグラフェンを複合化します。セラミックスの持つ高硬度、耐熱性に加え、グラフェンによって靭性（割れにくさ）、耐摩耗性、熱伝導性、電気伝導性の向上が図られます。
* 金属グラフェンナノコンポジット: アルミニウム、銅、マグネシウムなどの金属にグラフェンを複合化します。金属の軽量化、高強度化、熱伝導性向上、耐摩耗性向上などが期待され、特に航空宇宙や自動車分野での応用が注目されています。
* グラフェン材料の形態による分類:
* 単層グラフェン (SLG): 理想的なグラフェンであり、最高の特性を示しますが、製造コストが高く、大量生産が難しいという課題があります。
* 多層グラフェン (MLG): 数層から数十層のグラフェンシートが積層したもので、単層グラフェンに比べて製造が容易です。
* 酸化グラフェン (GO): グラフェンを酸化処理したもので、水や有機溶媒への分散性が高く、加工しやすい特徴があります。しかし、電気伝導性は低いですが、還元処理（還元型酸化グラフェン、rGO）によって電気伝導性を回復させることができます。
* グラフェンナノプレートレット (GNP): 数層から数十層のグラフェンシートが積層した微細な薄片で、比較的安価に大量生産が可能です。
* 製造方法による分類:
* 溶液混合法: グラフェンを溶媒中に分散させ、ポリマー溶液と混合後、溶媒を除去する方法です。
* 溶融混合法: 熱可塑性ポリマーとグラフェンを溶融状態で混合する方法で、工業的な大量生産に適しています。
* in-situ重合法: モノマーとグラフェンを混合し、その場で重合反応を起こさせることで、グラフェンをポリマーマトリックス中に均一に分散させる方法です。
* 層間剥離法: グラファイトからグラフェンシートを剥離させながらマトリックス材料と複合化する方法です。
用途
グラフェンナノコンポジットは、その多機能性から幅広い分野での応用が期待されています。
* エレクトロニクス分野:
* 導電性材料: EMI（電磁干渉）シールド材、静電気散逸 (ESD) 材料、フレキシブルディスプレイ、透明導電膜、プリンテッドエレクトロニクスなどに利用され、デバイスの小型化、軽量化、高性能化に貢献します。
* エネルギー貯蔵デバイス: リチウムイオン電池、スーパーキャパシタの電極材料として、充放電速度の向上、容量の増加、サイクル寿命の延長に寄与します。
* センサー: ガスセンサー、バイオセンサー、圧力センサーなどにおいて、高感度化、小型化、高速応答性を実現します。
* 航空宇宙・自動車分野:
* 軽量高強度構造材料: 航空機や自動車のボディ、部品に適用することで、軽量化と燃費向上、安全性向上に貢献します。
* 熱管理材料: 放熱シート、ヒートシンクとして、電子部品やバッテリーの熱暴走を防ぎ、性能維持に役立ちます。
* 耐腐食性コーティング: 金属部品の寿命延長に寄与します。
* 医療・バイオ分野:
* ドラッグデリバリーシステム (DDS): 薬物担体として、特定の部位への薬物送達や放出制御を可能にします。
* 生体適合性材料: 組織工学、インプラント材料として、細胞の成長や分化を促進する足場材料としての応用が研究されています。
* バイオセンサー: 疾患診断や生体分子検出の高感度化に貢献します。
* 環境・エネルギー分野:
* 水処理: 膜分離技術や吸着材として、重金属イオンや有機汚染物質の除去、海水淡水化の効率向上に利用されます。
* 触媒: 燃料電池の触媒担体や光触媒として、エネルギー変換効率の向上や環境浄化に貢献します。
* 太陽電池: 効率向上やフレキシブル化に寄与します。
* その他:
* スポーツ用品（軽量化、強度向上）、建材（軽量化、断熱性向上）、塗料（導電性、耐腐食性）、繊維（導電性、抗菌性）など、多岐にわたる分野での応用が期待されています。
関連技術
グラフェンナノコンポジットの発展には、様々な関連技術の進歩が不可欠です。
* グラフェン製造技術: 高品質なグラフェンを低コストで大量生産する技術は、ナノコンポジットの実用化の鍵を握ります。化学気相成長法 (CVD)、液相剥離法、酸化還元法など、様々な製造技術が開発されています。
* ナノ材料分散技術: グラフェンは凝集しやすい性質があるため、マトリックス材料中に均一に分散させることが、ナノコンポジットの性能を最大限に引き出す上で極めて重要です。超音波処理、高せん断ミキシング、界面活性剤の使用、グラフェンの表面修飾（官能基化）などが用いられます。
* 複合材料成形技術: 射出成形、押出成形、積層造形 (3Dプリンティング) など、グラフェンナノコンポジットを効率的に成形する技術も重要です。特に3Dプリンティングは、複雑な形状の部品を製造できるため、カスタマイズされた高性能材料の製造に期待されています。
* 評価・分析技術: グラフェンの分散状態、マトリックスとの界面結合、複合材料の電気的・熱的・機械的特性を正確に評価するための透過型電子顕微鏡 (TEM)、走査型電子顕微鏡 (SEM)、原子間力顕微鏡 (AFM)、ラマン分光、X線光電子分光 (XPS) などの高度な分析技術が不可欠です。
市場背景
グラフェンナノコンポジット市場は、グラフェン市場全体の拡大に伴い、急速な成長を遂げています。
* 市場の推進要因:
* 軽量化・高強度化のニーズ: 自動車、航空宇宙、スポーツ用品などの分野で、燃費向上や性能向上のために軽量かつ高強度な材料が求められています。
* 高性能エレクトロニクスへの需要: 5G、IoT、ウェアラブルデバイス、フレキシブルエレクトロニクスなどの発展に伴い、高導電性、高放熱性、高信頼性を持つ材料が不可欠です。
* エネルギー貯蔵技術の進化: 電気自動車 (EV) や再生可能エネルギーの普及に伴い、高性能なバッテリーやスーパーキャパシタの需要が高まっています。
* 環境規制の強化: 水処理、触媒、環境センサーなどの分野で、より効率的で持続可能なソリューションが求められています。
* 市場の課題:
* コストと大量生産: 高品質なグラフェンの製造コストが高く、ナノコンポジットの大量生産におけるコスト削減が大きな課題です。
* 分散性の問題: グラフェンの凝集を防ぎ、マトリックス中に均一に分散させる技術の確立が依然として重要です。
* スケールアップと標準化: 研究室レベルでの成果を工業生産レベルにスケールアップする際の課題や、材料の品質、安全性に関する標準化の遅れが市場拡大の障壁となる可能性があります。
* 安全性評価: ナノ材料特有の生体・環境への影響に関する安全性評価と規制の整備が求められています。
主要なプレイヤーとしては、グラフェン製造企業、化学メーカー、素材メーカー、そして多くの研究機関やスタートアップ企業が、グラフェンナノコンポジットの研究開発と商業化に取り組んでいます。
将来展望
グラフェンナノコンポジットは、今後も技術革新と新たな用途開拓を通じて、持続的な成長が期待される分野です。
* 技術革新の進展:
* 製造コストのさらなる低減: グラフェンの製造技術が進化し、より低コストで高品質なグラフェンが供給されるようになることで、ナノコンポジットの普及が加速するでしょう。
* 分散技術の高度化: グラフェンの均一分散とマトリックスとの界面結合を最適化する技術がさらに発展し、ナノコンポジットの性能が飛躍的に向上すると考えられます。
* 多機能性材料の開発: 自己修復機能、形状記憶機能、スマートセンシング機能など、複数の機能を併せ持つ多機能性グラフェンナノコンポジットの開発が進むでしょう。
* AI/機械学習の活用: 材料設計、プロセス最適化、特性予測にAIや機械学習が導入され、開発期間の短縮と効率化が図られると予想されます。
* 新たな用途開拓:
* 次世代エレクトロニクス: 量子コンピューティング、スピントロニクス、テラヘルツデバイスなど、最先端のエレクトロニクス分野での応用が期待されます。
* フレキシブル・ウェアラブルデバイス: 柔軟性と導電性を兼ね備えたグラフェンナノコンポジットは、スマートテキスタイルや生体センサーなど、ウェアラブルデバイスの普及を後押しするでしょう。
* 医療・バイオ分野の深化: より精密なドラッグデリバリーシステム、高感度な診断デバイス、再生医療における革新的な材料として、その役割が拡大すると見込まれます。
* 宇宙開発・極限環境材料: 宇宙船の軽量化、耐放射線性材料、極限環境下でのセンサーなど、過酷な条件下での利用が期待されます。
* 持続可能性への貢献:
* リサイクル可能なグラフェンナノコンポジットの開発や、環境負荷の低い製造プロセスの確立が進むことで、持続可能な社会の実現に貢献するでしょう。
自動車、航空宇宙、エレクトロニクス、エネルギー、医療といった主要産業での採用が拡大し、新興国市場での需要も増加することで、グラフェンナノコンポジットは私たちの生活や産業に不可欠な基盤材料としての地位を確立していくと考えられます。安全性評価の確立と標準化の進展が、この成長をさらに加速させる鍵となるでしょう。