光打印金属纳米结构新方法：相比传统技术，快了480倍，成本省了35倍！【附纳米材料技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

据《先进材料》杂志报道，美国佐治亚理工学院研究人员开发出一种基于光的打印金属纳米结构的方法。这种方法比目前任何可用技术都更快、更便宜。具体而言，它比目前的传统方法快480倍，成本仅为原方法的1/35。

人们普遍认为，纳米级打印需要高强度的光源。但是，飞秒激光工具价格高达50万美元，这对大多数实验室和小型企业来说过于昂贵。研究人员致力于寻找一种低成本、低强度的光，可以类似飞秒激光器的方式聚焦。他们选择了超辐射发光二极管(SLED)，它发出的光强度是飞秒激光器的十亿分之一。

在测试了这项技术后，研究人员发现，即使在低强度的光线下也可进行投影式纳米级打印，但前提是图像必须清晰聚焦。与昂贵的飞秒激光器不同，研究人员在打印中使用的SLED的价格便宜很多。

图片来源：摄图网

技术价值观察

纳米材料产业链上游为原料供应和设备。设备主要包括粉碎、混合/分散、测试等涉及到纳米材料制备、加工的设备。中游环节为纳米材料的生产制备，包括纳米粉体、纳米薄膜、纳米纤维、纳米块体，还包括以此加工形成的纳米复合粉体、纳米磁性液体、纳米涂层材料、纳米改性纤维及金属/陶瓷/塑料基等纳米复合材料。下游包括在电子信息、新能源、生物医药、建筑化工、服装纺织、节能环保、结构增强等领域的应用。

研究人员为实现纳米级打印需要光源，选择了成本更低的超辐射发光二极管(SLED)，因此，该技术处于纳米材料产业链的中游环节。

宏观市场观察

——纳米材料产业驶入快车道

在工程界，人类制备和应用纳米材料的历史至少可以追溯到1000多年以前。例如中国古代利用燃烧蜡烛的烟雾制成纳米碳黑，用于制墨和染料。中国古铜镜表面的防锈层经分析被证实为纳米SnO2薄膜。在1990年以前，纳米产业处于基础奠定的阶段，在1990年以后纳米材料和科技进入迅猛发展阶段，可参考美国国家科技委员会下属纳米科学、工程与技术分会主席M.C.Roco在2002年美国NSF讨论会上发表的观点，具体发展历程如下：

——纳米材料产业整体情况

近年来，随着纳米材料生产技术的改良及下游需求增加的拉动，纳米材料的市场规模呈现了较快的增长趋势。根据Frost & Sullivan数据，中国纳米材料产业市场规模由2014年的481.3亿元增长到了2018年的791.0亿元，年复合增长率为13.2%。随着下游市场需求进一步扩大以及相关技术的逐渐成熟，2019年起中国纳米材料产业市场规模增速有所提升，前瞻根据纳米材料产业市场发展情况，初步估计2021年中国纳米材料产业市场规模达到1241.5亿元，同比增速达16.2%。

——产业发展前景及趋势

“十四五”期间，3D打印用材料、超导材料和智能仿生材料等前沿新材料在工业、电力、通信、军事以及医疗等领域具有巨大商业价值及战略意义，投资关注度将进一步提高。因此，为满足市场应用的迫切需求，金属材料、有机高分子材料、生物材料和复合材料等3D打印用材料将成为未来投资关注热点，随着这些具有颠覆性的前沿新材料关注度将进一步提高，作为相关材料领域内应用频率极高的纳米材料，未来纳米材料产业市场潜力将进一步提升。

根据国家开发投资集团有限公司预测，未来几年，中国新材料产业将延续过去高速增长的强劲势头，到2025年产值将突破10万亿元，发展前景十分广阔;前瞻在此基础上进一步预测，到2026年中国新材料产值将达到11.7万亿元左右。伴随新材料产业市场发展，未来纳米材料市场规模也将进一步提升。在生产技术的积累以及下游应用市场进一步推广的环境下，纳米材料未来有望在基础工业材料以及显示器零件的细分市场上有所突破，带动整体市场规模在2025年突破3000亿元，2027年预计接近4000亿元。

前瞻结合目前中国纳米材料产业技术创新情况，归纳该产业三大发展趋势如下：

中国纳米材料技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与纳米材料关键技术强关联的城市集群主要集中在华南地区，并且以东莞、深圳市为重点发展区域，未来纳米材料技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南地区优先导入，其中可重点关注广东省东莞市、广东省深圳市的福田区所处纳米材料的相关企业，以及该地方对于纳米材料的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

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更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国纳米材料行业发展前景与投资预测分析报告》。

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