マイクロ波産業応用の世界市場（2025-2035）

※本調査資料は英文PDF形式で、次の内容は英語を日本語に自動翻訳したものです。調査資料の詳細内容はサンプルでご確認ください。

❖本調査資料に関するお問い合わせはこちら❖

産業用マイクロ波アプリケーションの世界市場は、工業プロセス技術の分野において重要なセクターとして台頭しています。この市場は、エネルギー効率、プロセス集約、製品品質の向上という点でマイクロ波技術が持つ独自の利点に後押しされ、複数の産業にわたる多様なアプリケーションを網羅しています。

---

産業用マイクロ波市場は主に、6つの主要な垂直市場に区分されています。食品加工は依然として主要なセクターであり、乾燥、調質、低温殺菌、殺菌の用途にマイクロ波技術が広く利用されています。体積加熱や選択加熱の機能により、食品の安全性を確保しながら栄養価を維持する上で、マイクロ波処理は特に有益なものとなっています。材料加工は、セラミックの焼結、ポリマー硬化、複合材料の製造などを含む、第2の大きなセグメントです。化学業界では、反応速度の加速と選択性の向上を目的としたマイクロ波支援合成が活用されています。医薬品製造、鉱物加工、環境修復における新たな応用分野が、残りの重要なセグメントを構成しています。

最近の技術進歩により、産業用マイクロ波の応用範囲は大幅に拡大しました。 初期の世代のバッチ処理の限界を克服し、連続フローマイクロ波システムが注目されるようになりました。 リアルタイムモニタリング機能を備えた高度な制御システムにより、温度の均一性や処理の再現性に関するこれまでの課題が解決されました。 マイクロ波加熱と従来の方法を組み合わせたハイブリッドシステムは、複雑な処理要件に対する特に効果的なソリューションとして登場しました。マイクロ波技術とインダストリー4.0の原則の統合は、IoT対応システムが予測メンテナンス機能とエネルギー効率の最適化アルゴリズムを提供するという、極めて重要なトレンドを表しています。こうした技術の進歩により、これまで不適当とされていた熱に敏感な素材や複雑な化学物質にもマイクロ波処理が適用できるようになりました。

主な市場推進要因としては、エネルギー効率に対する産業の重視が高まっていることが挙げられます。マイクロ波システムは従来の加熱方法と比較して30～70%のエネルギー削減を実現します。炭素排出削減に向けた規制圧力は、特にエネルギー集約型産業において、採用をさらに加速させています。製薬業界におけるプロセス分析技術（PAT）準拠の需要は、制御された再現可能なプロセスにおけるマイクロ波の採用を推進しています。市場の制約要因としては、比較的高額な初期資本支出、システム最適化に必要な技術的専門知識、電磁気特性に関連する材料特有の制限などが挙げられます。こうした課題にもかかわらず、この業界は、大量生産における高い投資収益率（ROI）指標や製造規模の経済による機器コストの削減に支えられ、一貫した成長を見せています。この市場には、実績のある産業用機器メーカーと専門技術プロバイダーが混在しています。

「Microwaves: 2025-2035」は、急速に拡大する産業用マイクロ波アプリケーション市場を詳細に分析しています。レポートの内容は以下の通りです。

• 包括的な技術分析：マイクロ波の基礎、物理、誘電体、誘導電流、磁気損失現象などの材料相互作用メカニズムの詳細な調査
• 機器設計の革新：先進的なマイクロ波システム部品の分析、マグネトロンシステムとソリッドステート半導体ジェネレーターの比較、次世代GaN半導体技術
• 業界別アプリケーション：有機合成、ポリマー技術、無機/金属加工、触媒化学、環境化学、食品/医療分野におけるマイクロ波アプリケーションの詳細
• 2025年から2035年の市場予測：業界別、機器タイプ別、地域別の詳細な予測と、新たな機会に関する実用的な情報
• 競合状況：Elite RF、Ferrite Microwave Technologies、GR3N、LyoWave, Inc.、Microwave Chemical Co., Ltd.、Nisshinbo Micro Devices、Nu:ionic、Sairem、Thermex-Thermatronを含む主要企業82社の詳細なプロファイル。

産業用マイクロ波技術は、工程集約化におけるパラダイムシフトであり、エネルギー効率（従来法と比較して30～70%の節約）、迅速な熱応答、選択加熱、製品品質の向上など、大きな利点をもたらします。この調査レポートは、以下の事項に必要な知識を関係者に提供します。

• 高成長の応用分野と未開拓の市場機会を特定する
• 産業変革を推進する技術的進歩を理解する
• 競争上のポジショニングと戦略的パートナーシップの可能性を評価する
• 詳細な市場予測に基づく情報に基づいた投資決定を行う
• 規制の枠組みと持続可能性の考慮事項を理解する

目次

1 はじめに 32

• 1.1 産業用マイクロ波技術の概要 32
• 1.2 マイクロ波加工の基本原理 33
• 1.3 マイクロ波エネルギーの物理 34
  • 1.3.1 電磁波の特性 34
  • 1.3.2 周波数スペクトルと産業用バンド 35
  • 1.3.3 エネルギー伝達メカニズム 36
  • 1.3.4 電力密度と電界分布 36
• 1.4 マイクロ波と物質の相互作用 37
  • 1.4.1 誘電損失のメカニズム 38
    • 1.4.1.1 電気双極子の配向 38
    • 1.4.1.2 誘電率と損失係数 39
    • 1.4.1.3 誘電分散スペクトル 40
  • 1.4.2 誘導電流損失メカニズム 41
    • 1.4.2.1 伝導性物質の加熱 42
    • 1.4.2.2 誘電加熱との比較分析 43
  • 1.4.3 磁気損失メカニズム 44
  • 1.4.4 材料の浸透深さ 45
• 1.5 マイクロ波加工の利点 48
  • 1.5.1 体積および内部加熱 49
  • 1.5.2 迅速な熱応答 50
  • 1.5.3 選択的および狙いを定めた加熱 51
  • 1.5.4 エネルギー効率の考察 52
• 1.6 産業用マイクロ波技術の進化 55
  • 1.6.1 技術的躍進 58
  • 1.6.2 ラボから産業規模への移行 59
• 1.7 マイクロ波による化学処理の促進 60
  • 1.7.1 マイクロ波化学の基礎 61
  • 1.7.2 反応速度の促進 62
  • 1.7.3 選択的合成経路 63
  • 1.7.4 グリーンケミストリーの側面 64
• 1.8 産業界の課題と今後の方向性 66
  • 1.8.1 スケールアップにおける現在の限界 66
  • 1.8.2 機器設計の考慮事項 67
  • 1.8.3 新たな応用 68
  • 1.8.4 研究動向と機会 69

2 先進的なマイクロ波装置設計とスケールアップ技術 71

• 2.1 産業の電化とマイクロ波加熱システム 71
  • 2.1.1 持続可能な化学産業への移行 71
  • 2.1.2 脱炭素化戦略としての電化 72
  • 2.1.3 大規模マイクロ波プロセスの基礎 73
  • 2.1.4 産業利用のための設計原理 74
• 2.2 マイクロ波システムコンポーネントとアーキテクチャ 76
  • 2.2.1 電力生成技術 76
    • 2.2.1.1 マグネトロンと電子管システム 77
    • 2.2.1.2 ソリッドステート半導体ジェネレーター 78
    • 2.2.1.3 性能比較分析 79
  • 2.2.2 アプリケータの設計と構成 79
    • 2.2.2.1 シングルモード共振キャビティ 79
    • 2.2.2.2 マルチモード処理チャンバー 81
    • 2.2.2.3 進行波アプリケータ 81
  • 2.2.3 電力伝送および制御システム 83
    • 2.2.3.1 導波管コンポーネント 83
    • 2.2.3.2 アイソレーターおよびサーキュレーター技術 84
    • 2.2.3.3 電力のモニタリングおよび測定 85
  • 2.2.4 インピーダンスの整合および調整システム 86
• 2.3 高周波誘電加熱とマイクロ波技術 87
  • 2.3.1 技術原理と運用上の相違点 87
  • 2.3.2 マルチモードマイクロ波加熱方法 88
  • 2.3.3 シングルモードマイクロ波アプリケーション 89
  • 2.3.4 高周波誘電加熱装置 91
    • 2.3.4.1 電極構成 91
    • 2.3.4.2 運用パラメータ 92
  • 2.3.5 プロセス要件の選択基準 93
• 2.4 業界特有の用途と機器設計 95
  • 2.4.1 セラミック加工用途 96
    • 2.4.1.1 連続乾燥システム 97
    • 2.4.1.2 焼結と材料変換 98
  • 2.4.2 食品業界用途 99
    • 2.4.2.1 真空乾燥装置 99
    • 2.4.2.2 連続解凍システム 100
  • 2.4.3 木材および建築資材加工 101
    • 2.4.3.1 エンジニアードウッドの高周波接合 101
    • 2.4.3.2 表面処理技術 103
    • 2.4.3.3 化学処理および乾燥 104
  • 2.4.4 液体およびスラリー処理 105
    • 2.4.4.1 濃縮装置 106
    • 2.4.4.2 真空乾燥システム 107
    • 2.4.4.3 化学反応容器 108
  • 2.4.5 粉体加工システム 109
• 2.5 シートおよび薄膜加工技術 111
  • 2.5.1 高周波誘電加熱の原理 112
    • 2.5.1.1 電力吸収のメカニズム 113
    • 2.5.1.2 利点と限界 114
  • 2.5.2 シート加工用の電極構成 114
  • 2.5.3 印刷業界向けの連続加工システム 115
  • 2.5.4 グリッド電極の用途 116
  • 2.5.5 薄膜のマイクロ波加工 117
• 2.6 次世代のマイクロ波技術 121
  • 2.6.1 位相制御GaN半導体システム 121
    • 2.6.1.1 技術原理 122
    • 2.6.1.2 運用上の利点 123
    • 2.6.1.3 産業への導入 124
  • 2.6.2 先進の計測・制御システム 125
    • 2.6.2.1 電界分布のモニタリング 125
    • 2.6.2.2 測定技術 126
    • 2.6.2.3 周波数分布分析 128
  • 2.6.3 精密制御処理装置 129
    • 2.6.3.1 住宅用機器と産業用機器の比較 130
    • 2.6.3.2 マルチアンテナの電界分布制御 132
    • 2.6.3.3 新たな研究の方向性 133
• 2.7 スケールアップの課題と技術的ソリューション 135
  • 2.7.1 大規模システムにおける均一な電界分布 135
  • 2.7.2 電力密度の管理 136
  • 2.7.3 熱暴走の防止 137
  • 2.7.4 プロセス制御と自動化戦略 138

3 有機合成およびポリマー技術におけるマイクロ波応用 139

• 3.1 非対称合成における非熱的マイクロ波効果 139
  • 3.1.1 マイクロ波特有の現象に関する基礎研究 140
    • 3.1.1.1 非熱的効果の分離方法 141
    • 3.1.1.2 効果の定量化のための分析的アプローチ 142
    • 3.1.1.3 制御実験のデザインに関する考察 143
  • 3.1.2 不斉触媒反応のケーススタディ 143
    • 3.1.2.1 CBS 還元反応の促進 144
    • 3.1.2.2 分子プローブとしてのエナンチオ選択性 145
    • 3.1.2.3 軸不斉化合物のラセミ化速度 146
  • 3.1.3 先進的な反応への応用 148
    • 3.1.3.1 触媒的不斉クライゼン転位 148
    • 3.1.3.2 Nazarov環化反応におけるマイクロ波効果 149
    • 3.1.3.3 観察された現象のメカニズムモデル 150
• 3.2 フローケミストリーと連続処理 152
  • 3.2.1 マイクロ波フローリアクター技術 152
    • 3.2.1.1 機器設計の原則 152
    • 3.2.1.2 温度および圧力制御システム 153
    • 3.2.1.3 滞留時間の最適化 154
  • 3.2.2 触媒とマイクロ波の相乗効果 156
    • 3.2.2.1 不均一触媒カートリッジの設計 156
    • 3.2.2.2 触媒層内の温度分布 158
    • 3.2.2.3 性能向上戦略 159
  • 3.2.3 溶剤システムの最適化 160
    • 3.2.3.1 主な溶媒の選択基準 161
    • 3.2.3.2 共溶媒が反応効率に及ぼす影響 162
    • 3.2.3.3 混合溶媒システムの設計 163
• 3.3 多環芳香族化合物の合成 165
  • 3.3.1 フロー手法の開発 165
    • 3.3.1.1 プロセス強化戦略 166
    • 3.3.1.2 反応経路の制御 167
    • 3.3.1.3 スケールアップの考慮事項 168
  • 3.3.2 合成の応用と範囲 168
    • 3.3.2.1 縮合環システムの構築 169
    • 3.3.2.2 ヘテロ芳香環の統合 170
    • 3.3.2.3 官能基化戦略 171
  • 3.3.3 構造とプロセスの関係分析 172
    • 3.3.3.1 基質適合性の評価 173
    • 3.3.3.2 生成物の純度と選択性の要因 174
    • 3.3.3.3 プロセスの頑健性評価 175
• 3.4 プロセスの最適化のための機械学習 177
  • 3.4.1 フロー化学の利点 177
    • 3.4.1.1 パラメータ空間の効率的な探索 178
    • 3.4.1.2 データ取得戦略 179
    • 3.4.1.3 プロセス分析技術の統合 179
  • 3.4.2 定常状態最適化手法 181
    • 3.4.2.1 「9+4+1 手法」の枠組み 181
    • 3.4.2.2 多変量パラメータ分析 182
    • 3.4.2.3 応答曲面法の応用 183
  • 3.4.3 擬似定常状態プロセスに対する勾配法 184
    • 3.4.3.1 動的パラメータ調整 185
    • 3.4.3.2 リアルタイムモニタリング技術 186
    • 3.4.3.3 予測モデルの開発 187
• 3.5 高分子合成と加工 190
  • 3.5.1 マイクロ波増強重合 190
    • 3.5.1.1 アクリルアミドのアニオン重合 190
    • 3.5.1.2 反応速度増大のメカニズム 191
    • 3.5.1.3 分子量制御戦略 192
  • 3.5.2 N-置換アクリルアミド重合 193
    • 3.5.2.1 ホモ重合の動力学 194
    • 3.5.2.2 従来型モノマーとの共重合 195
    • 3.5.2.3 構造と特性の関係 196
  • 3.5.3 マイクロ波合成ポリマーの溶液特性 197
    • 3.5.3.1 熱応答挙動 197
    • 3.5.3.2 相転移特性 198
    • 3.5.3.3 用途別性能特性 199
• 3.6 高分子分解とリサイクル 201
  • 3.6.1 ポリアミド系材料の加水分解 201
    • 3.6.1.1 マイクロ波による促進メカニズム 202
    • 3.6.1.2 プロセスパラメータの最適化 203
    • 3.6.1.3 有用モノマーの回収 203
  • 3.6.2 モデル化合物の研究 204
    • 3.6.2.1 ポリ（β-アラニン）の加水分解挙動 204
    • 3.6.2.2 モデルシステムとしてのN-メチルプロピオンアミド 206
    • 3.6.2.3 反応経路の分析 207
  • 3.6.3 持続可能なポリマーリサイクル 208
    • 3.6.3.1 廃プラスチック処理技術 208
    • 3.6.3.2 経済および環境評価 209
    • 3.6.3.3 産業化戦略 210
• 3.7 金属有機構造体合成 213
  • 3.7.1 産業生産の課題 213
    • 3.7.1.1 従来の合成の限界 213
    • 3.7.1.2 スケールアップの障壁 214
    • 3.7.1.3 品質管理パラメータ 215
  • 3.7.2 合成方法論 216
    • 3.7.2.1 ソルボサーマルプロセスの比較 216
    • 3.7.2.2 マイクロ波増強メカニズム 217
    • 3.7.2.3 ハイブリッド加工アプローチ 218
    • 3.7.2.4 先進的なMOFの応用 220
    • 3.7.2.5 MOF-5の合成最適化 220
    • 3.7.2.6 膜の製造技術 221
    • 3.7.2.7 構造と機能の関係 222
• 3.8 スマートマテリアルと接着技術 224
  • 3.8.1 オンデマンド分解用接着システム 224
    • 3.8.1.1 現在の技術概観 224
    • 3.8.1.2 動作原理とメカニズム 225
    • 3.8.1.3 性能要件 226
  • 3.8.2 複合材料接合の用途 227
    • 3.8.2.1 GFRP接着接合設計 228
    • 3.8.2.2 アルミニウム/GFRP異種材料界面 229
    • 3.8.2.3 性能評価方法 230
  • 3.8.3 先進複合材料接合技術 231
    • 3.8.3.1 CFRP接合の課題 231
    • 3.8.3.2 マイクロ波による剥離メカニズム 233
    • 3.8.3.3 耐久性と信頼性の評価 234

4 無機物および金属加工におけるマイクロ波応用 235

• 4.1 コアシェル粒子工学 236
  • 4.1.1 マイクロ波強化コーティングプロセス 236
    • 4.1.1.1 原理とメカニズム 237
    • 4.1.1.2 プロセスの効率性における利点 237
    • 4.1.1.3 スケーラビリティに関する考察 238
  • 4.1.2 金属酸化物コアシステム 239
    • 4.1.2.1 シリカ修飾酸化チタンプラットフォーム 240
    • 4.1.2.2 表面修飾化学 241
    • 4.1.2.3 ポリマーシェル統合 242
  • 4.1.3 金属ナノ粒子のカプセル化 243
    • 4.1.3.1 シェル形成メカニズム 243
    • 4.1.3.2 形態制御戦略 244
    • 4.1.3.3 機能特性の向上 245
• 4.2 炭素系材料の処理 247
  • 4.2.1 マイクロ波の相互作用の基礎 247
    • 4.2.1.1 ナノ炭素材料の加熱メカニズム 249
    • 4.2.1.2 最適な処理のための装置構成 250
    • 4.2.1.3 対象材料の準備 251
  • 4.2.2 カーボンナノチューブの処理 252
    • 4.2.2.1 精製方法 252
    • 4.2.2.2 分散強化技術 253
    • 4.2.2.3 表面官能基化戦略 254
  • 4.2.3 先進的な炭素材料の応用 255
    • 4.2.3.1 カーボンナノホーンの触媒修飾 256
    • 4.2.3.2 CNT/ポリマー複合材料の特性強化 257
    • 4.2.3.3 グラフェンの剥離と加工 257
• 4.3 複合材料の製造 259
  • 4.3.1 熱可塑性CFRPの加工 260
    • 4.3.1.1 マイクロ波加熱と従来加熱の効率性 260
    • 4.3.1.2 エネルギー消費量の比較 261
    • 4.3.1.3 機械的性能の評価基準 262
  • 4.3.2 炭素繊維の長さの影響 263
    • 4.3.2.1 加熱挙動の相関関係 263
    • 4.3.2.2 熱分布パターン 264
    • 4.3.2.3 プロセス最適化戦略 265
  • 4.3.3 性能向上メカニズム 266
    • 4.3.3.1 界面現象 267
    • 4.3.3.2 マトリックスの改質効果 268
    • 4.3.3.3 構造特性の関係 269
• 4.4 熱非平衡処理 270
  • 4.4.1 基本原理 270
    • 4.4.1.1 マイクロ波誘起非平衡状態 271
    • 4.4.1.2 材料設計の考慮事項 272
    • 4.4.1.3 プロセス制御パラメータ 273
  • 4.4.2 無機材料の応用 275
    • 4.4.2.1 選択加熱現象 275
    • 4.4.2.2 相変態制御 276
    • 4.4.2.3 新規構造形成 277
  • 4.4.3 化学反応の促進 278
    • 4.4.3.1 反応経路の変更 279
    • 4.4.3.2 触媒の性能向上 280
    • 4.4.3.3 プロセス強化戦略 281
• 4.5 非焼結セラミックの製造 283
  • 4.5.1 プロセス開発の背景 283
  • 4.5.2 持続可能な製造の必要性 284
    • 4.5.2.1 エネルギー効率の考察 285
    • 4.5.2.2 商業的実装の課題 286
  • 4.5.3 表面化学アプローチ 287
    • 4.5.3.1 界面相互作用のメカニズム 287
    • 4.5.3.2 結合剤の選択 288
    • 4.5.3.3 プロセスパラメータの最適化 289
  • 4.5.4 磁鉄鉱-シリカ複合システム 290
    • 4.5.4.1 調製方法論 291
    • 4.5.4.2 マイクロ波加熱特性 292
    • 4.5.4.3 微細構造特性 293
• 4.6 カーボンナノチューブ合成 295
  • 4.6.1 マイクロ波増強成長法 295
    • 4.6.1.1 金属錯体アプローチ 296
    • 4.6.1.2 混合に基づく方法論 297
    • 4.6.1.3 ナノファイバーテンプレート技術 297
  • 4.6.2 金属ナノ粒子触媒システム 298
    • 4.6.2.1 新しい合成アプローチ 298
    • 4.6.2.2 粒子径制御戦略 299
    • 4.6.2.3 触媒-CNT 直径の相関 300
  • 4.6.3 プロセス最適化とスケールアップ 301
    • 4.6.3.1 反応速度の向上 301
    • 4.6.3.2 収率改善戦略 302
    • 4.6.3.3 連続生産方法 303
• 4.7 金属ナノ粒子の合成と触媒作用 306
  • 4.7.1 バッチ処理技術 307
    • 4.7.1.1 コアシェルナノ構造の製造 307
    • 4.7.1.2 形状制御ナノ粒子の合成 308
    • 4.7.1.3 ナノ構造触媒の開発 309
  • 4.7.2 連続フロー処理システム 310
    • 4.7.2.1 初期の設計構成 310
    • 4.7.2.2 2段階連続フローシステム 310
    • 4.7.2.3 膜による粒子合成 311
  • 4.7.3 先進的な反応技術 312
    • 4.7.3.1 マイクロリアクター統合戦略 313
    • 4.7.3.2 管状反応システム 313
    • 4.7.3.3 インシトゥモニタリングアプローチ 314
• 4.8 電池材料のリサイクル 315
  • 4.8.1 リチウム電池の正極回収 316
    • 4.8.1.1 プロセス開発の背景 317
    • 4.8.1.2 実験方法 317
    • 4.8.1.3 分析アプローチ 318
  • 4.8.2 マイクロ波-水熱処理 319
    • 4.8.2.1 浸出性能に対する熱源の影響 319
    • 4.8.2.2 有機酸浸出の比較 319
    • 4.8.2.3 温度の最適化 320
  • 4.8.3 プロセスパラメータの最適化 321
    • 4.8.3.1 酸濃度の影響 321
    • 4.8.3.2 反応速度論の分析 322
    • 4.8.3.3 回収収率の最大化 323
• 4.9 ゼオライトの合成と処理 324
  • 4.9.1 LTA型ゼオライトの製造 324
    • 4.9.1.1 前駆体の選択と準備 325
    • 4.9.1.2 マイクロ波水熱合成 326
    • 4.9.1.3 分析方法論 327
  • 4.9.2 生成メカニズムの調査 328
    • 4.9.2.1 アルコキシドの重縮合の速度論 328
    • 4.9.2.2 アルミノシリケートの核生成プロセス 329
    • 4.9.2.3 結晶化経路 330
  • 4.9.3 構造と成長の制御 331
    • 4.9.3.1 粒子サイズの制御 331
    • 4.9.3.2 結晶成長のメカニズム 332
    • 4.9.3.3 プロセスと構造の関係 333
• 4.10 環境にやさしいセラミック加工 335
  • 4.10.1 持続可能な生産アプローチ 335
    • 4.10.1.1 エネルギー効率の考慮事項 336
    • 4.10.1.2 資源保全戦略 337
    • 4.10.1.3 排出削減の方法 337
  • 4.10.2 プロセス革新のケーススタディ 338
    • 4.10.2.1 原材料の準備 339
    • 4.10.2.2 成形技術 340
    • 4.10.2.3 焼結プロセスの最適化 341
• 4.11 先進焼結技術 342
  • 4.11.1 高周波焼結 343
    • 4.11.1.1 マイクロ波とミリ波の原理 343
    • 4.11.1.2 装置設計の考慮事項 344
    • 4.11.1.3 焼結メカニズムの分析 344
  • 4.11.2 複雑形状部品の緻密化 345
    • 4.11.2.1 焼結が困難な材料へのアプローチ 346
    • 4.11.2.2 常圧処理 347
    • 4.11.2.3 実験的検証方法 347
  • 4.11.3 プロセス性能の最適化 348
    • 4.11.3.1 温度制御戦略 349
    • 4.11.3.2 緻密化率の向上 349
    • 4.11.3.3 微細構造の開発 350
• 4.12 耐火材料の処理 352
  • 4.12.1 未成形耐火物の乾燥 353
    • 4.12.1.1 マイクロ波乾燥のメカニズム 353
    • 4.12.1.2 処理効率の分析 354
    • 4.12.1.3 品質管理パラメータ 355
  • 4.12.2 熱風-マイクロ波ハイブリッドシステム 355
    • 4.12.2.1 プロセス統合戦略 356
    • 4.12.2.2 エネルギー効率の最適化 356
    • 4.12.2.3 プレキャストブロック処理 357
• 4.13 インフラ材料の用途 358
  • 4.13.1 自己修復アスファルト技術 358
    • 4.13.1.1 適用状況と要件 359
    • 4.13.1.2 誘電材料の選択 359
    • 4.13.1.3 修復性能の評価 360
  • 4.13.2 アスファルト混合物の設計 360
    • 4.13.2.1 混合比率の最適化 361
    • 4.13.2.2 温度制御戦略 361
    • 4.13.2.3 回復率の評価 362
  • 4.13.3 現場での実施に関する考慮事項 362
    • 4.13.3.1 機器要件 363
    • 4.13.3.2 操作パラメータ 364
    • 4.13.3.3 性能耐久性 364
• 4.14 エネルギー応用および透明導電体 366
  • 4.14.1 色素増感太陽電池の製造 366
    • 4.14.1.1 コンポーネントの準備方法 367
    • 4.14.1.2 組み立て技術 368
    • 4.14.1.3 性能評価プロトコル 368
  • 4.14.2 マイクロ波処理の利点 368
    • 4.14.2.1 FTOガラスの自己発熱効果 369
    • 4.14.2.2 TiO₂層の焼結の最適化 370
    • 4.14.2.3 デバイス組み立てに関する考慮事項 370
  • 4.14.3 効率向上戦略 371
    • 4.14.3.1 透明導電体の最適化 372
    • 4.14.3.2 ヘイズ率の制御方法 373
    • 4.14.3.3 性能特性評価 373

5 触媒化学におけるマイクロ波応用 374

• 5.1 連続マイクロ波処理による金属ナノ粒子触媒 374
  • 5.1.1 触媒の設計と調製 374
    • 5.1.1.1 金属ナノ粒子の合成戦略 375
    • 5.1.1.2 担体材料の選択 375
    • 5.1.1.3 触媒の特性評価技術 375
  • 5.1.2 連続フロー処理システム 375
    • 5.1.2.1 リアクターの構成設計 375
    • 5.1.2.2 プロセス制御パラメータ 375
    • 5.1.2.3 スケールアップの考慮事項 375
  • 5.1.3 クロスカップリング反応の応用 375
    • 5.1.3.1 リガンドフリー鈴木宮浦カップリング反応 375
    • 5.1.3.2 反応効率の向上 375
    • 5.1.3.3 基質の範囲と制限 375
  • 5.1.4 選択的ブッフバルト-ハートウィッグ反応 375
    • 5.1.4.1 生成物の選択性の制御 375
    • 5.1.4.2 反応パラメータの最適化 375
    • 5.1.4.3 医薬品への応用 375
• 5.2 階層的金属触媒の制御合成 376
  • 5.2.1 メソポーラスシリカカプセル化システム 376
    • 5.2.1.1 合成方法 377
    • 5.2.1.2 構造制御戦略 378
    • 5.2.1.3 特性評価技術 379
  • 5.2.2 プラズモニック銀ナノ粒子システム 379
    • 5.2.2.1 形態制御メカニズム 380
    • 5.2.2.2 光学的特性の調整 381
    • 5.2.2.3 触媒性能の相関 381
  • 5.2.3 二元金属 AgPd 合金触媒 382
    • 5.2.3.1 組成制御方法 382
    • 5.2.3.2 相乗効果のメカニズム 383
    • 5.2.3.3 用途に特化した性能 384
• 5.3 触媒フリーエステル合成 384
  • 5.3.1 無溶媒反応システム 384
    • 5.3.1.1 マイクロ波加速メカニズム 384
    • 5.3.1.2 プロセスの利点と限界 385
  • 5.3.2 酸無水物-アルコール反応システム 386
    • 5.3.2.1 一価アルコールのエステル化 386
    • 5.3.2.2 環状無水物の反応 387
  • 5.3.3 複雑な基質への応用 388
    • 5.3.3.1 多価フェノールのエステル化 388
    • 5.3.3.2 官能基化フェノール反応 389
    • 5.3.3.3 選択性の制御戦略 390
• 5.4 マイクロ波増強酸化触媒作用 391
  • 5.4.1 酸化反応の基礎 391
    • 5.4.1.1 マイクロ波増強のメカニズム 392
    • 5.4.1.2 触媒の選択基準 392
  • 5.4.2 プロセスパラメータの最適化 393
  • 5.4.3 均一系触媒システム 394
    • 5.4.3.1 金属錯体触媒 395
    • 5.4.3.2 反応選択性の制御 396
    • 5.4.3.3 触媒回収戦略 397
  • 5.4.4 不均一系触媒システム 398
    • 5.4.4.1 担持金属触媒 399
    • 5.4.4.2 混合金属酸化物システム 400
    • 5.4.4.3 プロセス強化アプローチ 401
• 5.5 不均一系触媒の開発 403
  • 5.5.1 シリコンナノ構造担持システム 403
    • 5.5.1.1 ロジウム・ナノ粒子触媒 404
    • 5.5.1.2 担体金属の相互作用効果 404
    • 5.5.1.3 バイオディーゼルおよびバイオジェット燃料への応用 405
  • 5.5.2 高分子金属触媒システム 405
    • 5.5.2.1 ニッケル触媒の設計と合成 406
    • 5.5.2.2 イリジウム光触媒の開発 407
    • 5.5.2.3 基材活性化への挑戦 407
  • 5.5.3 再利用性と持続可能性の評価 408
    • 5.5.3.1 触媒の安定性評価 409
    • 5.5.3.2 回収方法論 409
    • 5.5.3.3 ライフサイクル性能指標 410
• 5.6 CO₂ メタン化技術 411
  • 5.6.1 Ru/CeO₂ 触媒システム 412
    • 5.6.1.1 調製方法 412
    • 5.6.1.2 触媒特性 413
    • 5.6.1.3 構造活性相関 414
  • 5.6.2 触媒反応器の設計 414
    • 5.6.2.1 充填層における粒状構造 415
    • 5.6.2.2 スパイラル型触媒層 416
    • 5.6.2.3 フローパターンの最適化 416
  • 5.6.3 マイクロ波増強メカニズム 417
    • 5.6.3.1 熱効果と非熱効果 417
    • 5.6.3.2 選択加熱現象 418
    • 5.6.3.3 活性化エネルギーの修正 419
• 5.7 特殊用途のためのマイクロ波合成触媒 420
  • 5.7.1 先進的な合成方法論 420
    • 5.7.1.1 実験計画法アプローチ 420
    • 5.7.1.2 プロセスパラメータの最適化 421
    • 5.7.1.3 スケールアップの考慮事項 421
  • 5.7.2 構造と特性の関係 422
    • 5.7.2.1 形態制御戦略 423
    • 5.7.2.2 表面積と多孔性の効果 423
    • 5.7.2.3 電子特性の修正 424
  • 5.7.3 用途別性能 425
    • 5.7.3.1 精密化学合成 425
    • 5.7.3.2 環境触媒 426
    • 5.7.3.3 エネルギー変換システム 427
• 5.8 マイクロ波触媒の今後の方向性 427
  • 5.8.1 新たに登場した触媒技術 427
    • 5.8.1.1 単原子触媒 428
    • 5.8.1.2 金属有機構造体プラットフォーム 429
    • 5.8.1.3 生物模倣型触媒システム 429
  • 5.8.2 プロセス統合戦略 430
    • 5.8.2.1 マイクロ波-超音波ハイブリッドシステム 431
    • 5.8.2.2 プラズマ触媒 431
    • 5.8.2.3 光触媒統合 432
  • 5.8.3 持続可能な触媒の実装 433
    • 5.8.3.1 産業規模のスケールアップ経路 433
    • 5.8.3.2 エネルギー効率の向上 434
    • 5.8.3.3 グリーンケミストリーの評価基準 434

6 環境化学におけるマイクロ波の利用 436

• 6.1 水素製造のためのメタン分解 436
  • 6.1.1 ターコイズ水素発生 436
  • 6.1.2 マイクロ波による分解メカニズムの強化 437
    • 6.1.2.1 プロセスパラメータと最適化 438
    • 6.1.2.2 水素収率と純度分析 438
  • 6.1.3 マルチモードマイクロ波リアクターシステム 439
    • 6.1.3.1 リアクター設計の原則 439
    • 6.1.3.2 温度分布制御 440
    • 6.1.3.3 触媒統合戦略 440
  • 6.1.4 プロセス効率評価 441
    • 6.1.4.1 エネルギー消費分析 441
    • 6.1.4.2 カーボンフットプリント比較 442
    • 6.1.4.3 技術経済評価 442
• 6.2 炭素副産物の有効利用 444
  • 6.2.1 固定炭素の特性評価 444
    • 6.2.1.1 形態分析 444
    • 6.2.1.2 構造特性 445
    • 6.2.1.3 表面化学評価 445
  • 6.2.2 炭素微細構造の開発 446
    • 6.2.2.1 生成メカニズム 446
    • 6.2.2.2 プロセスと構造の関係 447
    • 6.2.2.3 特性制御戦略 447
  • 6.2.3 加工と応用 448
    • 6.2.3.1 分離と精製方法 448
    • 6.2.3.2 粉末処理技術 449
    • 6.2.3.3 電極材料の応用 449
• 6.3 バイオマス変換技術 450
  • 6.3.1 木質バイオマスの処理における課題 450
    • 6.3.1.1 従来の熱分解の限界 451
    • 6.3.1.2 ガス化効率の障壁 452
    • 6.3.1.3 原料の変動管理 452
  • 6.3.2 マイクロ波プラズマの強化 453
    • 6.3.2.1 プラズマの生成と制御 453
    • 6.3.2.2 バイオマスとの相互作用メカニズム 453
    • 6.3.2.3 エネルギー伝達効率 454
  • 6.3.3 セルロース分解経路 455
    • 6.3.3.1 反応メカニズムの分析 455
    • 6.3.3.2 生成物分布の制御 455
    • 6.3.3.3 プロセスパラメータの最適化 456
• 6.4 複合材料のリサイクル 458
  • 6.4.1 CFRP分解手法 458
    • 6.4.1.1 実験プロトコル 458
    • 6.4.1.2 装置構成 459
    • 6.4.1.3 分析技術 459
  • 6.4.2 マイクロ波による分解促進 460
    • 6.4.2.1 マトリックス樹脂の劣化メカニズム 460
    • 6.4.2.2 炭素繊維回収戦略 461
    • 6.4.2.3 プロセス効率の評価 461
  • 6.4.3 ディープ・エウテクトニック・ソルベントの用途 461
    • 6.4.3.1 コリン塩化物ベースのシステム 462
    • 6.4.3.2 相乗的強化メカニズム 462
    • 6.4.3.3 プロセス最適化戦略 463
• 6.5 分解生成物の有効利用 464
  • 6.5.1 樹脂分解生成物の分析 464
    • 6.5.1.1 化学組成の決定 465
    • 6.5.1.2 構造特性 466
    • 6.5.1.3 純度評価 466
  • 6.5.2 回収繊維の特性評価 467
    • 6.5.2.1 表面特性の評価 467
    • 6.5.2.2 機械的性能試験 468
    • 6.5.2.3 再利用可能性評価 468
  • 6.5.3 循環経済への応用 469
    • 6.5.3.1 樹脂再構成経路 469
    • 6.5.3.2 新素材開発 470
    • 6.5.3.3 バリューチェーン統合 470
• 6.6 持続可能な化学合成 471
  • 6.6.1 フォルモース反応の基礎 471
    • 6.6.1.1 従来のプロセスの限界 471
    • 6.6.1.2 マイクロ波による強化メカニズム 472
    • 6.6.1.3 反応経路の制御 472
  • 6.6.2 選択的糖合成 473
    • 6.6.2.1 生成物分布の最適化 473
    • 6.6.2.2 触媒選択戦略 474
    • 6.6.2.3 プロセスパラメータの影響 474
  • 6.6.3 グリーンケミストリーの応用 475
    • 6.6.3.1 生物由来材料の生産 475
    • 6.6.3.2 再生可能な化学プラットフォーム 476
    • 6.6.3.3 プロセス強化アプローチ 477
• 6.7 環境影響評価 477
  • 6.7.1 ライフサイクル分析 478
    • 6.7.1.1 システム境界の定義 478
    • 6.7.1.2 在庫評価 478
    • 6.7.1.3 影響評価 479
  • 6.7.2 エネルギー効率の比較 479
    • 6.7.2.1 従来プロセスとマイクロ波プロセスの比較 479
    • 6.7.2.2 リソース利用の評価基準 480
    • 6.7.2.3 効率改善の方法 481
  • 6.7.3 排出削減の可能性 481
    • 6.7.3.1 直接プロセス排出量 481
    • 6.7.3.2 サプライチェーンの考慮事項 482
    • 6.7.3.3 耐用年数終了時のシナリオ 483
• 6.8 規模拡大と実施戦略 483
  • 6.8.1 技術的規模拡大の考慮事項 483
    • 6.8.1.1 機器設計の変更 484
    • 6.8.1.2 プロセス制御要件 485
    • 6.8.1.3 性能の一貫性維持 485
  • 6.8.2 経済的実現可能性評価 486
    • 6.8.2.1 資本投資分析 486
    • 6.8.2.2 運用コスト構造 487
    • 6.8.2.3 収益創出の可能性 487
  • 6.8.3 商業化への道筋 488
    • 6.8.3.1 技術の成熟度評価 488
    • 6.8.3.2 市場統合戦略 488
    • 6.8.3.3 規制遵守の枠組み 489

7 食品および医療におけるマイクロ波の応用 490

• 7.1 食品加熱の基礎とモデリング 490
  • 7.1.1 研究動向と進化 490
    • 7.1.1.1 歴史的発展 491
    • 7.1.1.2 現在の研究重点分野 492
    • 7.1.1.3 新たな応用分野の方向性 492
  • 7.1.2 理論的基礎 494
    • 7.1.2.1 誘電特性の関係 494
    • 7.1.2.2 熱伝達メカニズム 494
    • 7.1.2.3 材料相互作用の原則 495
  • 7.1.3 先進的な計算アプローチ 496
    • 7.1.3.1 有限要素法の応用 496
    • 7.1.3.2 可視化技術 497
    • 7.1.3.3 予測モデリング戦略 498
• 7.2 特殊ケース処理の考察 499
  • 7.2.1 液体食品処理 499
    • 7.2.1.1 加熱パターンの開発 499
    • 7.2.1.2 対流効果 500
    • 7.2.1.3 容器の影響因子 501
  • 7.2.2 食品システムにおける波長現象 501
    • 7.2.2.1 波長短縮メカニズム 501
    • 7.2.2.2 定在波パターン形成 502
    • 7.2.2.3 加熱の均一性への影響 503
  • 7.2.3 先進のコンピューティングおよびモデリングツール 503
    • 7.2.3.1 モバイルアプリケーションの開発 503
    • 7.2.3.2 分布関数アプリケーション 504
    • 7.2.3.3 ユーザーインターフェースの革新 504
• 7.3 真空マイクロ波加工 505
  • 7.3.1 プロセスの基本原理 505
    • 7.3.1.1 複合効果のメカニズム 505
    • 7.3.1.2 機器設計要件 505
    • 7.3.1.3 プロセス制御戦略 505
  • 7.3.2 果物および野菜への応用 505
  • 7.3.3 キノコ加工への応用 505
• 7.4 濃縮および蒸留技術 507
  • 7.4.1 液体加熱の課題 507
  • 7.4.2 浸漬アンテナ技術 508
  • 7.4.3 食品産業での応用 510
• 7.5 エッセンシャルオイル抽出 512
  • 7.5.1 バッチ処理システム 512
  • 7.5.2 連続処理技術 514
  • 7.5.3 製品品質の考慮事項 516
• 7.6 生化学および製薬用途 518
  • 7.6.1 糖転移酵素反応 518
  • 7.6.2 酵素反応用途 519
• 7.7 糖ペプチド合成 522
  • 7.7.1 合成手法の開発 522
  • 7.7.2 複雑な構造の合成 524
  • 7.7.3 医薬品への応用 525
• 7.8 温熱療法と医療への応用 528
  • 7.8.1 治療メカニズムの原理 528
  • 7.8.2 生体組織の誘電特性 530
  • 7.8.3 加熱システム技術 531
• 7.9 ナノバイオテクノロジーへの応用 534
  • 7.9.1 マイクロ波照射システム 534
  • 7.9.2 バイオミネラリゼーションの応用 535
  • 7.9.3 生理活性ペプチドの応用 537
• 7.10 翻訳技術開発 540
  • 7.10.1 ペプチド合成の最適化 540
  • 7.10.2 代替試験方法 541
  • 7.10.3 商品化への道筋 543
• 7.11 医療機器への応用 545
  • 7.11.1 標的療法アプローチ 545
  • 7.11.2 マイクロ波エネルギー装置の開発 546
  • 7.11.3 臨床実施の考慮事項 546
• 7.12 非破壊検査への応用 548
  • 7.12.1 農産物の評価 548
  • 7.12.2 林業材料試験 550
  • 7.12.3 水産物への応用 552

8 市場予測と将来展望（2025年～2035年） 555

• 8.1 産業分野別 555
• 8.2 装置タイプ別 556
• 8.3 地域別 557

9 企業プロフィール 558 （82社の企業プロフィール）

 

10 参考文献 652

表一覧

• 表 1. 産業用マイクロ波の一般的な周波数と用途。 37
• 表 2. 誘電加熱との比較分析。 43
• 表 3. 一般的な産業用材料の誘電特性。 47
• 表 4. 従来の加熱方法とマイクロ波加熱プロファイルの比較。 53
• 表 5. 各種加熱技術のエネルギー効率指標。 54
• 表 6. 現在の商業用途。 60
• 表 7. 選択的合成経路。 63
• 表 8. 従来加熱とマイクロ波加熱の反応速度比較 65
• 表 9. マイクロ波技術によって強化された産業用化学プロセス 66
• 表 10. マイクロ波処理における技術的課題と提案されたソリューション 70
• 表 11. 二酸化炭素排出量の比較 – 従来プロセスと電化プロセス 75
• 表 12. 産業用マイクロ波システムのエネルギー効率指標。 75
• 表 13. 発電技術の性能比較。 86
• 表 14. マルチモードマイクロ波加熱方法。 88
• 表 15. シングルモードマイクロ波アプリケーション。 89
• 表 16. 誘電加熱とマイクロ波加熱の比較加熱プロファイル。 93
• 表 17. 加熱技術の用途別選択ガイドライン。 95
• 表 18. 主要な産業用途のプロセスパラメータ。 111
• 表 19. さまざまな材料厚さのプロセスパラメータ。 119
• 表 20. 住宅用機器と産業用機器の比較。 130
• 表 21. 次世代マイクロ波技術の性能指標。 134
• 表 22. スケールアップにおける一般的な課題と技術的ソリューション 139
• 表 23. 非対称誘導におけるマイクロ波加熱と従来加熱の比較 150
• 表 24. さまざまな加熱条件下におけるエナンチオ選択性の比較 151
• 表 25. 溶媒の誘電特性と加熱性能 165
• 表 26. 主要変換における反応性能指標。175
• 表 27. 最適化方法と性能結果の比較。189
• 表 28. 従来法とマイクロ波合成におけるポリマー構造の比較。200
• 表 29. さまざまな合成条件におけるポリマー特性データ。201
• 表 30. 各種ポリマー基材からのモノマー回収収率。 212
• 表 31. マイクロ波合成 MOF の表面積および多孔性指標。 222
• 表 32. 各種材料の組み合わせにおける接合強度および分解効率。 234
• 表 33. 各種コーティングシステムにおけるシェル厚さおよび均一性指標。 247
• 表 34. 炭素材料の処理パラメータと性能結果。 258
• 表 35. エネルギー消費量の比較。 261
• 表 36. 機械的性能の評価基準。 262
• 表 37. さまざまな処理条件下における複合材料の機械的特性。 269
• 表 38. 熱的非平衡系における反応促進の評価基準。 282
• 表 39. 磁鉄鉱-シリカ複合材料の物理的特性。 293
• 表 40. さまざまな合成パラメータにおける CNT 品質指標。 305
• 表 41. さまざまな金属ナノ粒子システムにおける触媒性能指標。 315
• 表 42. バッテリー材料回収における浸出効率の比較。 323
• 表 43. 金属回収収率に対するプロセスパラメータの影響。 324
• 表 44. LTA ゼオライトの結晶性および粒子サイズパラメータ。 334
• 表 45. 従来法とマイクロ波処理の環境への影響の比較。 341
• 表 46. セラミック製造方法の持続可能性指標。 342
• 表 47. ミリ波焼結とマイクロ波焼結の温度分布。351
• 表 48. 焼結が困難な材料の緻密化性能。351
• 表 49. 耐火物のマイクロ波乾燥中の水分分布。357
• 表 50. 乾燥時間とエネルギー消費量の比較。357
• 表 51. 各種アスファルト配合の回収性能 365
• 表 52. 各種処理条件下における太陽電池性能指標 374
• 表 53. クロスカップリング反応における触媒性能指標 376
• 表 54. 触媒を使用しない場合と従来法のエステル化の収率比較 390
• 表 55. 各種酸化反応における選択性と転化率データ 402
• 表 56. 複数の反応サイクルにおける触媒の再利用性データ 411
• 表 57. 各種リアクター設計の性能比較 419
• 表 58. マイクロ波触媒のイノベーションパイプライン 435
• 表 59. 次世代触媒プロセスの持続可能性指標。436
• 表 60. さまざまなプロセス条件下における水素生成性能。442
• 表 61. カーボン生成物の物理的および電気化学的特性。450
• 表 62. さまざまなプラズマ条件下における生成収率。457
• 表 63. 繊維回収率および品質指標。464
• 表 64. リサイクル部品から製造された材料の性能特性。470
• 表 65. さまざまなプロセス条件における砂糖製品の分布。477
• 表 66. さまざまなプロセス技術の環境影響指標。483
• 表 67. 一般的な食品材料の誘電特性。498
• 表 68. さまざまな乾燥方法の品質パラメータ比較。506
• 表 69. 各種生物学的システムにおける反応速度の向上。520
• 表 70. マイクロ波療法の臨床パフォーマンス指標。547
• 表 71. 地域別マイクロ波産業利用の市場予測（百万米ドル）。555
• 表 72. 機器タイプ別マイクロ波産業利用の市場予測（百万米ドル）。556
• 表 73. 産業用途別マイクロ波市場予測（百万米ドル） 557

図表一覧

• 図1. マイクロ波領域を強調した電磁スペクトル 36
• 図2. 物質における双極子の回転の視覚化 45
• 図3. マイクロ波技術の歴史的発展のタイムライン 56
• 図4. 主要産業分野におけるマイクロ波処理の成長予測 69
• 図 5. 産業用マイクロ波システム構成要素の概略図 86
• 図 6. 産業別マイクロ波装置の構成 110
• 図 7. 連続シート処理装置の設計 118
• 図 8. マイクロ波フローリアクター構成の概略図 164
• 図 9. 反応最適化のための機械学習ワークフロー 187
• 図 10. マイクロ波条件下におけるポリマー分解経路。
• 図 11. マイクロ波条件下におけるコアシェル構造の形成。
• 図 12. CFRP 材料におけるマイクロ波加熱の熱画像。
• 図 13. マイクロ波条件下における CNT 成長メカニズム。
• 図14. マイクロ波処理アスファルトの自己修復メカニズム 364
• 図15. 連続フローマイクロ波リアクターの構成 375
• 図16. マイクロ波条件下での酸化反応経路 401
• 図17. バイオマス変換用マイクロ波プラズマリアクター 456
• 図 18. CFRP 分解プロセスフロー図。 463
• 図 19. 技術の商業化ロードマップ。 490
• 図 20. 食品の温度分布の視覚化。 498
• 図 21. 真空マイクロ波乾燥機の概略図。 505
• 図 22. マイクロ波条件下におけるグリコシル化反応経路。 520
• 図 23. マイクロ波医療機器の概略図。547
• 図 24. 地域別マイクロ波産業用途の市場予測（百万米ドル）。555
• 図 25. 機器タイプ別マイクロ波産業用途の市場予測（百万米ドル）。556
• 図 26. 産業分野別マイクロ波産業用途の市場予測（百万米ドル）。557

❖本調査レポートの見積依頼/サンプル/購入/質問フォーム❖