Las noticias más importantes sobre materiales avanzados de 2021

Las noticias más importantes sobre materiales avanzados de 2021

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Con la pandemia aún en marcha, las interrupciones en la cadena de suministro, la escasez de chips, las catástrofes climáticas y las turbulencias geopolíticas, se puede decir que 2021 no ha sido un año tranquilo. El sector de los materiales y la química constituye la columna vertebral de toda la industria y sigue sometido a la presión de todos estos retos. Dentro de este campo, siempre existirá la necesidad de impulsar la investigación, el desarrollo y el despliegue de nuevos materiales avanzados en respuesta a cualquier motor del mercado. En este artículo, IDTechEx destaca las principales noticias desde su perspectiva independiente sobre esta industria crucial.

Movimiento comercial: fusiones y adquisiciones

Las fusiones y adquisiciones son habituales, pero en 2021 se han producido algunos cambios muy notables. Materion adquirió la cartera de materiales electrónicos de H.C Starck, Heraeus adquirió HS Advanced Materials, Boyd Corporation adquirió Siltec, Sun Chemical y DIC adquirieron una división de BASF, e incluso fuera de los gigantes químicos WD Lab Grown Diamonds adquirió J2 Materials. No todo fueron éxitos, en marzo Applied Materials abandonó su plan de adquirir Kokusai Electric.
 
La noticia más destacada de 2021 fue sin duda la de DuPont y su importante adquisición tanto de Laird Performance Materials (completada en julio) como de Rogers Corporation (acuerdo anunciado en noviembre). En ambos casos, pasan a formar parte de la unidad de negocio de Electrónica e Industria de DuPont y citan el vehículo autónomo como un mercado clave, más allá de que la adquisición de Rogers impulsa la capacidad para los vehículos eléctricos y Laird amplía el alcance en la computación de alto rendimiento, la IA, el 5G y el IoT. La cartera de materiales y las capacidades son amplias, pero ciertamente se centran en algunos de los desafíos clave que enfrentan estas industrias, como la gestión térmica y el blindaje EMI.
Pie de foto: Los materiales avanzados serán esenciales para permitir el crecimiento de los mercados emergentes. Fuente: IDTechEx

Financiación pública y privada

El año 2020 y lo que va de 2021 ha sido el boom de las empresas que salen a bolsa fusionándose con una SPAC. Esta tendencia se ha observado en el mundo de los materiales avanzados y en industrias estrechamente relacionadas con los materiales en su núcleo, como la impresión 3D (con empresas como Markforged) y el almacenamiento de energía (con empresas como Enovix), que se han analizado en artículosanteriores. En lo que respecta a los materiales, la más destacada es Meta Materials (que cotiza en el NASDAQ desde junio), que es líder en el apasionante campo emergente de los metamateriales, que pretende influir en una amplia gama de sectores, desde la electrónica de consumo hasta la 5G, pasando por la sanidad y la industria aeroespacial. La otra empresa de materiales avanzados que destaca aquí es Origin Materials (también cotizada en la NASAQ desde junio) con sus materiales sostenibles de carbono negativo. Hay mucho entusiasmo, pero también una cantidad significativa de turbulencias y malas noticias con algunas de estas empresas públicas en fase inicial; esto se vio con el precio de Meta Materials, pero se ve mejor en el caso de Zymergen (IPO en abril de 2021) que está utilizando la biología sintética para una variedad de productos, pero con el objetivo comercial inicial de una película de poliimida y en agosto vio una fuerte caída al declarar que sus ingresos de 2022 serían "inmateriales".
 
Por supuesto, no sólo es importante seguir la financiación pública. Hemos visto notables rondas y anuncios de financiación privada, desde las que se encuentran en la fase inicial y a menor escala, como C12 Quantum Electronics, que ha recaudado 10 millones de dólares por su trabajo en CNT para ordenadores cuánticos, Stoicheia (5 millones de dólares) por su proceso de descubrimiento de materiales avanzados, y DiviGas (3,6 millones de dólares) y Osmoses (3 millones de dólares), ambas por su novedosa tecnología de membranas.6 millones) y Osmoses (3 millones), ambas por su novedosa tecnología de membranas, a otras más avanzadas como CHASM Advanced Materials (15 millones) por sus desarrollos en nanotubos híbridos, Via Separations (38 millones) por su plataforma de membranas de óxido de grafeno, y Continuous Composites (17 millones) por la impresión en 3D de FRP termoestables, hasta llegar a fondos más importantes que ayuden realmente a su despliegue comercial, como Phononic (50 millones) por su refrigerador termoeléctrico de teluro de bismuto, ARRIS Composites (88 millones) por la fabricación avanzada de materiales compuestos.5 millones) para la fabricación avanzada de materiales compuestos y Plastic Energy (145 millones de euros) para el reciclaje químico de residuos plásticos. Hay muchos más y, sin duda, el apetito por la financiación, incluso en algunas industrias que no verán un retorno durante más tiempo que la mayoría, no ha disminuido.

Asociaciones

La financiación y las adquisiciones son importantes, pero las asociaciones y acuerdos estratégicos pueden ser esenciales para el éxito o el fracaso de cualquier material emergente. Al igual que en los apartados anteriores, lo hemos visto con numerosos sectores, como Solvay y 9T Labs para los materiales compuestos e innumerables en el reciclaje químico de los residuos plásticos. IDTechEx ha identificado el campo de la informática de materiales como uno en el que se han visto algunas de las asociaciones más llamativas, este tema está relacionado con el uso de enfoques centrados en los datos para acelerar la I+D de materiales. La informática de los materiales ha sido objeto de un compromiso por parte de muchas grandes empresas químicas y de materiales con proveedores externos clave, pero en 2021 las asociaciones con grandes empresas de simulación/software de ingeniería fueron las noticias más destacadas, con Citrine Informatics e Intellegens uniendo fuerzas con Siemens y Ansys, respectivamente.

Comienza la producción y llegan las ampliaciones

Una de las partes más difíciles en la comercialización de cualquier material es lograr un volumen notable fuera de una escala piloto basada en el laboratorio. Hemos visto este salto en algunos materiales interesantes, como NAWA Technologies y sus VACNT (CNT alineados verticalmente), que entraron en la primera fase de su producción industrial en agosto, y General Graphene Corporation, que lanzó su línea de producción de alta capacidad de grafeno cultivado por CVD.
 
A continuación, los materiales avanzados más maduros están viendo algunas expansiones clave. En cuanto a los materiales ecológicos, Green Dot ha empezado a duplicar su capacidad de producción de bioplásticos, Braskem ha aumentado su producción de etileno ecológico y NatureWorks ha recibido luz verde para construir una segunda planta de PLA. Los materiales de interfaz térmica no son la categoría de materiales más emocionante, pero con el aumento de las demandas de gestión térmica presentan un mercado esencial y creciente que ha dado lugar a los anuncios de expansión de Wacker, Elkem y DuPont. El mercado aeroespacial es una fuerza impulsora clave de muchos materiales avanzados y ha sido uno de los sectores más notables afectados por la pandemia; la recuperación está en camino, como lo demuestra el hecho de que Airbus recibiera su primer pedido importante en noviembre, pero sigue presentando desafíos para quienes integran su cadena de suministro. Uno de estos materiales es la fibra de carbono, pero no todo son malas noticias para estos actores, ya que Zoltek ha anunciado la ampliación de su fibra de gran resistencia para satisfacer la demanda del mercado eólico.
 
El último ámbito que hay que explorar para las novedades de 2021 es el objetivo final, la utilización de los productos. Aquí nos fijaremos en dos sectores: la electrónica y el almacenamiento de energía.

Aplicaciones: electrónica

La industria de la electrónica ha estado dominada por las noticias sobre semiconductores en 2021, sobre todo en torno a la escasez de chips, pero también con el entusiasmo por los anuncios de chips de 1nm y 2nm de TSMC e IBM, el papel de la tecnología de litografía ultravioleta extrema (EUV) de ASML y los planes de expansión regional.
 
Aparte de esto, ha habido algunos avances interesantes. Los rumores y las filtraciones de Apple en torno a su próximo teléfono y auriculares AR/VR sugieren que adoptarán el protocolo Wi-Fi 6E que requiere la adopción de notables sustratos LTCC (cerámica de baja temperatura cofinanciada). El sector de los puntos cuánticos ha sido testigo del entusiasmo de su sector más prometedor, el de las pantallas, en el que la aceleración y la competencia han continuado a buen ritmo, incluyendo indicios de que el televisor QD-OLED de Samsung llegará en 2022, hasta los mercados en fase inicial, como la instalación de ventanas solares en edificios comerciales por parte de UbiQD. Los nanomateriales siguen avanzando en todos los sectores, con ejemplos como el de Nanowear y su wearable con nanofibras para la monitorización remota de pacientes, que ha obtenido la autorización de la FDA.

Aplicaciones: almacenamiento de energía

El almacenamiento de energía sigue siendo una de las áreas clave para la I+D de materiales. El dinero sigue entrando, pero el mercado es un reto, como lo demuestra el anuncio de Johnson Matthey en noviembre de su intención de abandonar los materiales para baterías.
 
Las baterías de grafeno de nueva generación siguen acaparando los titulares, sobre todo con la presentación y el anuncio por parte de GAC de su solución de carga rápida con grafeno. El litio-azufre pareció dar un paso atrás con la quiebra de Oxis Energy, que entró en concurso de acreedores en mayo (Johnson Matthey adquirió la propiedad intelectual), pero también se produjeron algunos avances gracias a los materiales en fase inicial, como la salida de Lyten del modo sigiloso con su solución de "grafeno 3D" y la presentación por parte de Li-S Energy de algunos resultados prometedores con los nanotubos de nitruro de boro (BNNT), así como los anuncios de LG Chem y NextTech.
 
Hay otros materiales que tienen muchas más probabilidades de tener un impacto más inmediato o duradero en la próxima generación de pilas, siendo los ánodos de silicio y las pilas deestado sólido dos áreas esenciales. Para más información, el lector puede consultar unartículo reciente sobre las tendencias y la evolución del almacenamiento de energía en 2021.
 
La química de las células es lo que acapara muchos titulares, pero es absurdo pasar por alto las mejoras que se están produciendo en el interior del paquete. Una de las novedades más interesantes en cuanto a materiales avanzados es el uso de compuestos de aerogel de sílice para actuar como barreras térmicas, algo que ya se había visto en China y que ahora ha experimentado un importante avance con el anuncio por parte de Aspen Aerogels de pedidos de un OEM norteamericano y asiático.

Outlook

Ahora es importante centrar nuestra atención en el próximo año y en lo que podríamos esperar que tenga un impacto disruptivo. Sin duda, las soluciones que permiten a los principales impulsores del mercado en las telecomunicaciones, la fabricación de semiconductores, el almacenamiento de energía y la economía circular seguirán teniendo una gran demanda, así como las de la próxima generación de la electrónica, desde la realidad aumentada hasta el despliegue de sensores para la industria 4.0 y el seguimiento sanitario personalizado. Como resultado, no se sorprenda de ver más la tan exagerada era de los nanomateriales para ganar silenciosamente más tracción comercial.
 
También habrá desarrollos de materiales para esas aplicaciones revolucionarias pero más lejanas, como los vehículos totalmente autónomos, la computación cuántica y las interfaces neuronales. Por último, en 2022 seguiremos asistiendo a la evolución del modo en que se investigan los materiales, con enfoques informáticos, y de cómo se generan y procesan, con aplicaciones como la biología sintética y la impresión 3D. La ciencia de los materiales y la progresión de los materiales avanzados rara vez será el titular, pero es una parte esencial de todas y cada una de las innovaciones.
 
IDTechEx lleva más de una década cubriendo el campo de los materiales avanzados, lo que incluye la presentación periódica de resúmenes de fin de año, como los que pueden verse en 2020 y 2018. Para más información sobre la investigación de IDTechEx en este campo, consulte www.IDTechEx.com/Research/ATM.
IDTechEx orienta sus decisiones empresariales estratégicas a través de sus productos de investigación, suscripción y consultoría, ayudándole a sacar provecho de las tecnologías emergentes. Para más información, contacte con research@IDTechEx.com o visite www.IDTechEx.com.