Marktgröße und Marktanteile für gedruckte und flexible Sensoren – Wachstumsanalyse und Prognose 2027–2036

Wachstumstreiber und Herausforderungen des Marktes für gedruckte und flexible Sensoren:

Wachstumstreiber

• Aerogel- und Gassensorforschung zur Verbesserung der Schadstofferkennung: Gedruckte elektrische Gassensoren stellen eine kostengünstige, energieeffiziente, leichte und potenziell Einwegalternative zu herkömmlichen Sensoren dar, die mittels Ätzverfahren, Fotolithografie und chemischer Gasphasenabscheidung hergestellt werden. Die aktuelle Forschung an gedruckten elektrischen Gassensoren umfasst die Untersuchung von Materialien, Herstellungsverfahren und Anwendungen in der Luftqualitätsüberwachung, der Krankheitsdiagnostik, der Lebensmittelqualitätsprüfung und der Erkennung gefährlicher Gase. Das wachsende Interesse an Smart Homes, IoT, Wearables und Point-of-Need-Sensoren hat die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich zusätzlich beflügelt. Polyethylen-2,6-Naphthalat (PEN), Polyimid (PI) und Polydimethylsiloxan (PDMS) sind die am häufigsten erforschten flexiblen Substrate für die Herstellung von Gassensoren.
  
  Ein Bericht des Globalen Aktionsplans weist darauf hin, dass Haushalte in Großbritannien, insbesondere in London, Birmingham und den angrenzenden Grafschaften, gefährlich hohen Konzentrationen an Innenraumluftverschmutzung ausgesetzt sind . In 45 % der Haushalte wurden flüchtige organische Verbindungen (VOCs) über den gesundheitsschädlichen Grenzwerten gemessen, und in 17 % wurden besorgniserregende VOC-Werte festgestellt. Vor diesem Hintergrund entwickelten Forscher der Universität Cambridge im Februar 2024 einen Sensor aus Aerogelen oder gefrorenem Rauch, der Formaldehyd mithilfe von KI-Techniken in Echtzeit selbst bei Konzentrationen von nur acht Teilen pro Milliarde nachweist – weit jenseits der Empfindlichkeit der meisten Innenraumluftqualitätssensoren. Das Aerogel enthält 3D-gedruckte Linien aus Graphenpaste und winzige Halbleiter, sogenannte Quantenpunkte, um die Formaldehydempfindlichkeit zu erhöhen.
• Zunehmender Einsatz in biomedizinischen Anwendungen: Flexible Sensoren finden immer häufiger Verwendung und haben insbesondere in biomedizinischen Anwendungen zu bedeutenden Fortschritten geführt. Dank ihrer Flexibilität und Dehnbarkeit eignen sie sich für gekrümmte Oberflächen und passen sich komplexen Geometrien an. Blutgasanalysatoren, Schwangerschaftstests, Blutzuckermessgeräte und Cholesterinmessgeräte gehören zu den Geräten, die medizinische Biosensoren nutzen. Biosensoren identifizieren und quantifizieren biologische Materialien wie Proteine, Nukleinsäuren, Enzyme und Antikörper.
  
  Laut den National Institutes of Health wird die Zahl der Menschen mit Diabetes weltweit bis 2030 voraussichtlich auf rund 552 Millionen ansteigen. Angesichts der zunehmenden Verbreitung von Diabetes wurden in den letzten Jahrzehnten neuartige Glukose-Biosensor-Technologien wie Point-of-Care-Geräte, kontinuierliche Glukosemesssysteme (CGMS) und nichtinvasive Glukosemesssysteme entwickelt. Diese Sensoren ermöglichen verbesserte Gesundheitsergebnisse durch komfortable und nichtinvasive Überwachungsoptionen. Daher sind Biosensoren in gedruckter und flexibler Form aufgrund ihrer Flexibilität und ihres günstigen Preises für tragbare Geräte und Point-of-Care-Anwendungen geeignet, was das Marktwachstum beschleunigt.
• Fortschrittliche Technologie: Die Entwicklung von Drucktechnologien wie Rolle-zu-Rolle-, Tintenstrahl- und Siebdruck ermöglicht die Herstellung von gedruckten und flexiblen Sensoren mit höherer Genauigkeit und Auflösung. Diese Entwicklungen führen zu mehr Kosteneffizienz, Skalierbarkeit und verbesserter Sensorleistung. So brachte Tekscan beispielsweise im Februar 2024 einen neuen Druckmesssensor auf den Markt, der die Schwierigkeiten bei der Messung des Grenzflächendrucks in der Batterieherstellung und -forschung bewältigt. Durch das Aufdecken potenzieller Probleme im Batteriedesign liefert diese Methode unseren Kunden praktische Erkenntnisse, die zu verbesserten, sichereren und zuverlässigeren Energiespeichern führen können.
  
  Der Einsatz von gedruckten und flexiblen Sensoren nimmt in einer Reihe von Branchen zu, da die Nachfrage nach technologisch hochentwickelten Sensoren, die flexibel und einfach zu integrieren sind, stetig wächst.
• Zunehmende Nutzung nachhaltiger Energieerzeugung: Im Energiesektor werden diverse neue Systeme und Technologien eingeführt. Zahlreiche Forschungseinrichtungen haben erfolgreich flexible Instrumente und Geräte für den Einsatz im Bereich der erneuerbaren Energien entwickelt. Diese Geräte sind agil und flexibel, da sie druckbare und flexible Sensoren verwenden. Flexible Sensoren finden auch in anderen Industriezweigen Anwendung. Sie bieten dem Endnutzer Vorteile und benötigen nur wenig Platz.

Herausforderungen

• Starker Wettbewerb durch Alternativen: Da leitfähige Tinte kostengünstig und einfach anzuwenden ist, werden branchenweite Verbesserungen eingeschränkt. Daher wird das Wachstum des Marktes für gedruckte und flexible Sensoren beeinträchtigt.
• Hohe Kosten: Das Hauptproblem, das das Wachstum flexibler und druckbarer Sensoren in den kommenden Jahren behindert, sind ihre hohen Kosten im Vergleich zu starren Sensoren und die damit verbundenen erheblichen Gefahren bei der Handhabung.