Markt-Trends von Chemische Sensoren für APAC Industrie
Verteidigungssicherheit verzeichnet das schnellste Wachstum
- Im Verteidigungssektor besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung von Sensoren zur Frühwarnung und zum Schutz der Streitkräfte vor potenziellen chemischen und biologischen Angriffen (C/B). Der anhaltende Trend zu hohen Militärausgaben der asiatischen Militärmächte geht einher mit einem breiteren Aufwärtstrend bei den weltweiten Verteidigungsausgaben.
- Die chemische Detektion mit bestehenden Sensorsystemen steht vor einer großen Herausforderung hinsichtlich der Selektivität. Sie sind oft langsam, teuer, unhandlich, laborbasiert und weisen meist keine ausreichende Empfindlichkeit und Selektivität auf. Terroristen setzen biologische Kampfstoffe ein, da diese oft schwer zu entdecken sind und sich der Krankheitsausbruch um Stunden oder Tage verzögern kann, was zu einer zunehmenden Verbreitung führt. Unter einer Vielzahl entwickelter Nachweismethoden bieten elektrochemische Sensoren die unübertroffenen Vorzüge hoher Empfindlichkeit, Spezifität und einfacher Bedienung.
- Der anhaltende Krieg gegen den Terrorismus und die zunehmenden Sicherheitsbedenken erhöhen jedoch den Bedarf an neueren, schnelleren Biosensoren gegen biologische Kampfstoffe sowohl für militärische als auch für zivile Verteidigungsanwendungen. Bei der Entwicklung von Biosensoren spielt die Nanotechnologie eine immer wichtigere Rolle.
- Angesichts der enormen Investitionen in Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten und der Einführung fortschrittlicher Nanosensoren der neuen Generation wird erwartet, dass Geräte, die bei der Erkennung giftiger Gase wie Anthrax helfen, einen positiven Einfluss auf den Markt haben werden. Auch im Militär und im Heimatschutz werden Nanosensoren zur Detektion von Biotoxinen und Strahlungen eingesetzt. So hat die Nanotechnologie es den Herstellern ermöglicht, fortschrittliche Warfield-Ausrüstung wie selbstreparierende Zelte und leichtere Fahrzeuge zu entwickeln, was wiederum den Markt antreibt.
- China baut beispielsweise die weltweit größte multifunktionale Forschungsplattform für Nanotechnologie auf. Die Vacuum Interconnected Nano-X Research Facility in Suzhou, Provinz Jiangsu, integriert die hochmodernen Fähigkeiten des Materialwachstums, der Geräteherstellung und des Testens in einer Ultrahochvakuumumgebung. Es wird erwartet, dass in der kommenden Zukunft der Markt für nanochemische Sensoren in der Verteidigungssicherheit das Marktwachstum bedienen wird.
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Die Medizinbranche verfügt über einen erheblichen Marktanteil
- Der Gesundheitssektor ist aufgrund der steigenden Nachfrage nach schnellen, kompakten, genauen und tragbaren diagnostischen Sensorsystemen ein wichtiger Markt für chemische Sensoren. Die steigende Nachfrage nach der nächsten Generation klinischer Diagnose-, Mess- und Überwachungssensoren für Anwendungen in implantierbaren und tragbaren Geräten hat enorme Chancen mit exponentiellem Wachstumspotenzial für den Markt geschaffen.
- Kürzlich hat das Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) chemische Nanosensoren entwickelt, die die Bestandteile der ausgeatmeten Atemluft schnell analysieren, um Spurenmoleküle zu erkennen, die mit bestimmten Krankheiten in Zusammenhang stehen.
- Darüber hinaus investieren Regierungsbehörden in verschiedenen Ländern angesichts der steigenden Zahl von Patienten, die an Diabetes leiden, in die Entwicklung wirksamer Diagnosetechniken. Beispielsweise gewährte das Ministerium für Gesundheit, Arbeit und Soziales (MHLW) in Japan eine landesweite Erstattung für das Glukoseüberwachungssystem FreeStyle Libre. Das revolutionäre System sollte mehr als einer Million Japanern ab sechs Jahren mit Diabetes allgemein zugänglich sein. Dies förderte die Einführung chemischer Sensoren im Gesundheitswesen.
- Indien hat eine große Bevölkerung, die an Diabetikern leidet, daher ist die Notwendigkeit eines Geräts mit integriertem chemischen Sensor von größter Bedeutung. Kürzlich, im Dezember 2019, haben Forscher, darunter indische Wissenschaftler des CSIR-Central Electrochemical Research Institute (CSIR-CECRI), einen halbleiterbasierten Sensor erfunden, der gleichzeitig Glukose erkennen und Strom aus Körperflüssigkeiten erzeugen kann. Der Sensor wird für die Frühdiagnose von Diabetes und anderen damit verbundenen Stoffwechselstörungen nützlich sein. Mithilfe des Sensors entwickelten sie eine Brennstoffzelle, die die chemische Energie von Glukose und Sauerstoff in elektrischen Strom umwandelt.
- Es erzeugt genug Strom, um einen organischen elektrochemischen Transistor zu betreiben. Die Forscher sagen, dass die Innovation den Weg für die Entwicklung kostengünstiger, stabiler Biobrennstoffzellen ebnen könnte, die Glukose zum Antrieb anderer elektronischer Geräte nutzen würden.
- Darüber hinaus liegt ein großes ungenutztes Potenzial in der Nutzung der nanoskaligen architektonischen Eigenschaften natürlicher biologischer Materialien zur Entwicklung leistungsstarker Sensoren. Die Forscher aus Singapur und China lieferten die Entwicklung eines hochempfindlichen chemischen Sensors, der auf der dreidimensionalen (3D) biomimetischen Schablone eines strukturell hierarchischen Schmetterlingsflügels basiert.
- In Verbindung mit Beschichtungsstrategien für Graphenfolien ermöglicht die poröse 3D-Architektur eine hochselektive Erkennung von diabetesbedingten flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs), einschließlich einer schnellen Reaktionszeit (≤ 1 s), einer niedrigen Nachweisgrenze (20 ppb) und überlegener Qualität mechanische Eigenschaften. Es bietet eine bedeutende Chance für die Zukunft, natürliche biologische Materialien in Hochleistungssensoren zu integrieren, mit hervorragendem Potenzial für tragbare und flexible Sensoren.
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