تقنية النانو

أفضل 10 أسهم في تكنولوجيا النانو

mm
نُشر في
تم التحديث في
Securities.io maintains rigorous editorial standards and may receive compensation from reviewed links. We are not a registered investment adviser and this is not investment advice. Please view our affiliate disclosure.

الثورة المستمرة في تكنولوجيا النانو

بعيدًا عن كونها مجرد خيال علمي، فإن تكنولوجيا النانو موجودة بالفعل حولنا. بدأ ذلك أساسًا مع صناعة أشباه الموصلات، التي اضطرت تدريجيًا للانتقال إلى مقياس النانومتر (مليون جزء من المتر) للحفاظ على زيادة كثافة الترانزستورات في شرائح الحواسيب.

التقدم الذي تحقق في تصنيع النطاق النانوي يتيح الآن لتكنولوجيا النانو الدخول إلى العديد من القطاعات الأخرى، من الصيدلة إلى النسيج والطاقة.

العجائب النانوية

تعد تكنولوجيا النانو أيضًا بخلق العديد من المواد العجيبة، بما في ذلك الجرافين، البوروفين، الأنابيب النانوية، وغيرها من المواد التي يمكن أن تتفوق على الفولاذ أو الخرسانة أو حتى التيتانيوم في جميع النواحي: أخف وزنًا، أقوى ميكانيكيًا، أكثر مقاومة للإجهاد، الحرارة، والبرودة.

عادةً ما تُميز بأشكال مسطحة/ثنائية الأبعاد فريدة، وقد تكون هذه المواد فائقة التوصيل حتى في درجة حرارة الغرفة.

وبالتالي، تمتلك هذه المواد العجيبة خصائص فريدة قد تجعل مفاهيم الخيال العلمي الواقعية ممكنة، مثل المصاعد الفضائية، محركات الكتلة، قطارات الهايبرلوب، السيارات الطائرة، الزرعات البيونية، الذكاء الاصطناعي بمستوى الإنسان، إلخ.

ناقشنا بمزيد من التفصيل بعضًا من هذه المواد وآخر الأخبار عنها في المقالات التالية:

الصناعات المتأثرة بتكنولوجيا النانو

كما ذُكر سابقًا، فإن الصناعات التي تستخدم تكنولوجيا النانو بشكل مستمر هي في الغالب صناعة أشباه الموصلات.

إليك بعض القطاعات الأخرى التي تتبنى تكنولوجيا النانو بسرعة:

  • الطب والصناعات الصيدلانية.
  • البطاريات.
  • الطاقة الخضراء: الألواح الشمسية، توليد الهيدروجين، تحلية المياه، إلخ.
  • الفضاء الجوي.
  • الإنشاءات.
  • المنسوجات.
  • النقل والسيارات.
  • إنتاج الغذاء والزراعة.
  • الكيماويات.

ربما يكون أسرع إعداد قائمة بالقطاعات التي لا تدمج تكنولوجيا النانو في عملياتها…

يمكنك أيضًا رؤية “نظرة من منظور طائر” لتبني تكنولوجيا النانو في مختلف الصناعات والأمثلة في هذا المنشور العلمي لعام 2023 بعنوان “تكنولوجيا النانو: ثورة في الصناعة الحديثة“.

أفضل 10 شركات في مجال تكنولوجيا النانو

تهدف هذه القائمة إلى تغطية معظم تطبيقات وابتكارات تكنولوجيا النانو بدلاً من التركيز فقط على أكبر شركات تكنولوجيا النانو، التي تميل إلى أن تكون جميعها في صناعة أشباه الموصلات.

1. Applied Materials

(AMAT )

توفر Applied Materials مجموعة هائلة من المنتجات التي تدعم تصنيع أشباه الموصلات. سيكون من الصعب على غير المهندسين فهم معظمها، مثل “أفلام الحاجز المعدني والأكسيدي”، “أفلام تغير اللون والهولوجرافية”، أو “طبقات معدنية نمطية داخل الحجرة”.

المصدر: Applied Materials

يجعل ذلك منها موردًا مركزيًا “تقريبًا لأي شخص يصنع رقاقة دقيقة”. وبالتالي فهي جزء أساسي من ازدهار الذكاء الاصطناعي أيضًا.

كما يجعل نموذج أعمالها مستقرًا جدًا، حيث يأتي أكثر من 60٪ من الإيرادات من الاشتراكات مثل تجديد المعدات تلقائيًا، خدمات الصيانة، مبيعات المستهلكات، إلخ. في المتوسط، تستمر هذه العقود 2.6 سنة وتُجدد في أكثر من 90٪ من الحالات.

أدى ذلك إلى تسجيل الشركة 15 ربعًا متتاليًا من النمو السنوي حتى نهاية عام 2022.

قامت الشركة بزيادة توزيع أرباحها بشكل مستمر، حتى وإن أدى الارتفاع السريع في سعر السهم إلى خفض عائد الأرباح. ومنذ عام 2012، قامت أيضًا بإعادة شراء حوالي ربع أسهمها القائمة.

تقريبًا كل المعدات من Applied Materials تعمل على مستوى النانوسكيل أو قريب منه، أحيانًا تتعامل مع رقاقة السيليكون وعناصر أخرى على المستوى الذري.

يمكن توسيع هذه الخبرة إلى ما بعد تصنيع الرقائق، حيث تنشط Applied Materials بالفعل في صناعات أخرى مثل الطاقة الشمسية، الشاشات/العروض، وأنظمة الطلاء المتتابعة (roll-to-roll) المستخدمة في التعبئة، مكافحة التزوير، الأمن، والإلكترونيات المرنة.

المصدر: Applied Materials

2. IBM

(IBM )

شركة رئيسية في إنشاء عصر الحوسبة الحديث، آي بي إم (International Business Machines)، تجرب تكنولوجيا النانو منذ الثمانينات. ومن الجدير بالذكر أنها كانت المسؤولة عن أول تقنية قابلة للتكرار للتلاعب بالذرات الفردية على سطح ما مع التحكم.

الإنجازات الحالية لشركة IBM في تكنولوجيا النانو تركز في الغالب على أشباه الموصلات والحوسبة، جوهر أعمالها، بفضل مركز ألباني لتقنية النانو النموذجي. وهذا يشمل:

من السهل تجاهل IBM عند النظر إلى عمالقة التكنولوجيا لأنها غالبًا ما تكون في الخلفية، وتقتصر على كفاءتها الأساسية في B2B (من شركة إلى شركة). ومع ذلك، فإن ذلك يُعد قوة لـ IBM، مع شراكات في مجال الحوسبة وتكنولوجيا النانو تتجاوز صناعة الحواسيب.

على سبيل المثال، معظم أكبر شركات الأدوية لديها شراكة واحدة أو عدة شراكات مع IBM فيما يتعلق بالحوسبة السحابية، الحوسبة الكمومية، نشر البلوك تشين، ERP، الذكاء الاصطناعي، إلخ.

يمكن قول الشيء نفسه تقريبًا لكل صناعة، من الدفاع إلى المالية أو التصنيع والسلع الاستهلاكية.

3. 3M

(MMM )

تُعد 3M شركة كيميائية ومواد كبيرة متخصصة في المنتجات عالية الأداء، وتتمتع بمجموعة واسعة جدًا من التطبيقات لمنتجاتها الـ 60,000 المختلفة.

يغطي ذلك تقريبًا كل عملية صناعية وكل صناعة، بدءًا من تطبيقات متنوعة مثل المواد اللاصقة، المواد المسامية، معالجة الإشعاع، معالجة البوليمرات، الطباعة ثلاثية الأبعاد، السيراميك، إلخ.

المصدر: 3M

الشركة أيضًا عملاق في الملكية الفكرية، حيث تمتلك 120,383 براءة اختراع وأكثر من 3,500 براءة اختراع إضافية كل عام، مع مختبرات في 50 دولة وميزانية بحث وتطوير تبلغ 1.9 مليار دولار.

أحد القطاعات التي تكون فيها 3M أقل نشاطًا هو الرعاية الصحية، منذ عملية الانفصال في أبريل 2024 لشركة Solventum، التي تحتفظ فيها بنسبة ملكية تبلغ 19.9٪ فقط. يمكنك قراءة المزيد عن Solventum كشركة مستقلة في هذا العرض التقديمي.

بفضل الخبرة في علوم المواد وتكنولوجيا النانو والكيمياء، تتمتع 3M بموقع قوي لبناء ابتكارات النانو على نطاق واسع وترويجها عبر شبكة مبيعاتها الواسعة. وقد تم الاعتراف بها كقائدة في مجال تكنولوجيا النانو لأكثر من عقد من الزمن.

4. BASF (BASFY)

عملاق في صناعة الكيماويات، توظف BASF أكثر من 110,000 موظف عبر 11 قسمًا مجمعة في 6 قطاعات: الكيماويات، المواد، الحلول الصناعية، تقنيات السطح، التغذية والرعاية، والحلول الزراعية.

أكثر من 20٪ من النشاط يأتي من الكيماويات والبلاستيك وأكثر من 20٪ من النقل. كما أن لها حضورًا قويًا في الزراعة والسلع الاستهلاكية.

المصدر: BASF

تستثمر الشركة بشكل هائل في البحث والتطوير، بأكثر من 2 مليار دولار سنويًا، موزعة عبر العديد من القطاعات، مع تركيز قوي على خلق نمو في القطاع الزراعي (المبيدات، الأعشاب، ومعالجة البذور).

المصدر: BASF

تمتد الخبرة في البلاستيك وغيرها من تصنيع المواد الكيميائية إلى النطاق النانوي، لا سيما مع موقع قيادي في طلاء الأسطح النانوية الجسيمية، المواد المسامية، والبوليمرات.

يوفر ذلك للشركة مساحة للتوسع في قطاعات جديدة. على سبيل المثال، بدأت مؤخرًا في توفير مواد نشطة للكاتود في خلايا بطاريات نانو تكنولوجي للطاقة من نوع الليثيوم أيون.

“شراكتنا مع Nanotech وABTC وTODA تمثل خطوة مهمة لأعمال إعادة تدوير البطاريات العالمية لشركة BASF. الآن، نقوم بإنشاء أول نظام حلقة مغلقة في أمريكا الشمالية. يتيح ذلك لشركة BASF وNanotech إنتاج بطاريات ليثيوم أيون بمحتوى معاد تدويره محليًا.”
دانييل شونفيلدر، نائب الرئيس الأول للمعادن الأساسية للبطاريات وإعادة التدوير في BASF

4. CATL (300750.SZ)

CATL هي الشركة الرائدة عالميًا في تصنيع البطاريات، حيث تنتج أكثر من نصف حجم البطاريات العالمي الإجمالي. الشركة موجودة في كل خطوة من سلسلة إمداد تصنيع البطاريات وتعد رائدة في تقنية البطاريات.

هذا صحيح بالنسبة لبطاريات الليثيوم أيون، حيث كانت الشركة رائدة منذ فترة طويلة. كما أعلنت CATL عن تقدم ملحوظ في عدة أنواع أخرى من البطاريات:

المصدر: CATL

تحقق هذا الأداء المثير للبطاريات فقط بفضل فهم كيمياء البطارية على المستوى الذري. من خلال فهم كيفية تصرف ذرات الكاثود والأنود في البطارية، تستطيع الشركة إنشاء تصاميم جديدة محسّنة لتدفق الإلكترونات وأعلى كثافة طاقة ممكنة.

كما استثمرت CATL 3.25 مليار دولار في قدرات إعادة تدوير البطاريات في الصين. وقد حققت CATL معدل استرداد ملحوظ يبلغ 99.6٪ للنيكل والكوبالت والمنغنيز، و91٪ للليثيوم. وهذا أيضًا بفضل تكنولوجيا النانو المتقدمة وفهم عميق لكيمياء الليثيوم والنحاس والكوبالت، إلخ.

بفضل حجمها وتركيزها وإنجازات البحث والتطوير، من المحتمل أن تكون CATL في طليعة ابتكار وتصنيع وإعادة تدوير البطاريات. وهذا يجعلها شريكًا رئيسيًا لمصنعي السيارات الكهربائية، بما في ذلك Tesla وNIO وFord وStellantis وغيرها.

5. ThermoFisher

(TMO )

ThermoFisher هي رائدة في أدوات المختبرات والأدوات التحليلية لصناعة الكيمياء والتقنية الحيوية، وتوظف 125,000 موظف. وهذا يجعلها شريكًا مهمًا للإنتاج على نطاق العلاجات الطبية المتقدمة وغيرها من منتجات التقنية الحيوية.

المصدر: ThermoFisher

من طرق بسيطة نسبيًا، أصبحت التقنية الحيوية الآن تعمل بالكامل على المستوى النانوي (DNA، RNA، البروتينات)، مع تلاشي الحدود بين التقنية الحيوية وتكنولوجيا النانو.

على سبيل المثال، تعتمد طرق مثل الكروماتوغرافيا، مطياف الكتلة، أو المجهر الإلكتروني على تكنولوجيا النانو المتقدمة لتحليل أو تنقية العينات حتى مستوى الجزيء.

وتستخدم هذه الآلات، بدورها، مكونات نانوية مثل الأغشية المسامية النانوية، الأنابيب النانوية، إلخ.

مع كل حالة استخدام جديدة، أو علاج، أو مادة معجزة يتم اكتشافها، يزداد الطلب على آلات ThermoFisher.

هذا يضع ThermoFisher في موقع جيد للنمو جنبًا إلى جنب مع صناعات النانو والتقنية الحيوية.

6. Graphene Manufacturing Group (GMG)

الجرافين هو طبقة نانوية ثنائية الأبعاد من ذرات الكربون تتميز بخصائص استثنائية في التوصيل، والقوة الفيزيائية (أقوى بـ 100 مرة من الفولاذ)، والتوصيل الحراري، وغيرها. تم تكريم اكتشاف الجرافين بجائزة نوبل في عام 2010.

يُستخدم الجرافين حاليًا في مجموعة متنوعة من التطبيقات، غالبًا كطبقة طلاء على مواد أخرى أو كمادة تشحيم. تتمثل مزاياه الرئيسية في مقاومته الفائقة للتآكل والمواد الكيميائية وتوصيله الحراري العالي.

المصدر: GMG

لكن بعض التطبيقات المستقبلية قد تشمل إنشاء أشباه موصلات الجرافين (انظر “أشباه الموصلات المصنوعة من الجرافين – هل وصلت أخيرًا؟”)، أو حتى فائضات توصيلية عند درجة حرارة الغرفة. يمكن أيضًا أن يُستَخدم طلاء الجرافين في البطاريات وتقنيات أوعية ضغط الهيدروجين.

المصدر: GMG

تنتج GMG الجرافين من الميثان + الهيدروجين، وهو ما يختلف عن معظم منافسيها الذين ينتجون الجرافين من رواسب الجرافيت الطبيعية. يتيح ذلك نقاءً أعلى، وقابلية توسع أكبر، وإنتاجًا منخفض التكلفة.

أطلقت الشركة أول منشأة إنتاج لها في أستراليا عام 2023، بقدرة إنتاج تصل إلى مليون لتر من طلاء مبادلات الحرارة سنويًا.

الخطوة التالية للشركة ستكون تقنية بطاريتها القائمة على أيون الألمنيوم الجرافيني، بكتلة طاقة تبلغ 290 واط·ساعة/كغ، وشحن أسرع بـ 60 مرة مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون، وعمر بطارية أعلى بـ 3 أضعاف، ومprofile خطر حريق أفضل.

المصدر: GMG

7. Oxford Nanopore Technologies plc (ONT.L)

تستخدم Oxford Nanopore تقنية فريدة لتسلسل الجينوم تعتمد على خلايا التدفق. تسمح هذه التقنية بقراءة DNA عند عبوره عبر النانوبور، ليس عبر وسائل كيميائية بل مباشرةً عبر قياس التيار الكهربائي. وبالتالي، هي المرة الأولى التي يستطيع فيها الحاسوب قراءة تسلسل جيني (DNA وRNA) في الوقت الحقيقي.

المصدر: Oxford Nanopore

ميزة فريدة أخرى لتقنية الشركة هي قدرتها على قراءة تسلسلات جينية أطول من طرق التسلسل التقليدية. يمكن أن تساعد التسلسلات الطويلة والقراءة في الوقت الفعلي في الحصول على نتائج أفضل وأسرع، وهو أمر مهم لتحليل السرطان أو الأمراض المعدية مثل البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية.

أخيرًا، يتيح القياس الكهربائي تصنيع أجهزة تسلسل أصغر وأكثر قابلية للنقل، مقارنة بالآلات الضخمة المستخدمة حتى الآن. وهذا يمكّن الشركة من إنتاج مجموعة واسعة من أجهزة التسلسل، بما في ذلك الأجهزة الأبطأ، الأصغر، والأرخص بكثير، بدءًا من 1,000 دولار. يمكن أن يوسع ذلك سوق التسلسل بشكل جذري، حيث لم يكن التسلسل المتنقل أو منخفض التكلفة خيارًا من قبل.

نظرًا لتقنيتها الجذرية الجديدة، من غير الواضح أين ستتواجد Oxford في نظام إيكولوجي أكثر نضجًا لتسلسل الجينوم.

قد تحل بالكامل محل التقنية السائدة للقراءة الكيميائية/البصرية للجينات من Illumina وPacific Biosciences. أو قد تصبح تطبيقًا ناجحًا لكنه متخصص لتسلسل منخفض الحجم أو متنقل أو لتسلسل يتطلب قراءة دقيقة عالية لتسلسلات جينية طويلة.

يمكنك أن تقرر بنفسك السيناريو المحتمل لسوق تسلسل الجينات من خلال مقالتنا “أفضل 5 شركات لتسلسل الجينوم”.

تخطط الشركة أيضًا للتوسع في قراءة البروتينات، وتعديلات ما بعد الترجمة للبروتينات أو الجزيئات الصغيرة، وغيرها من القياسات على حافة علوم الحياة.

8. Nano Dimension

(NNDM )

تركز معظم شركات التصنيع الإضافي على المعادن والبلاستيك، مع التركيز على الأجزاء الميكانيكية المعقدة. بينما تركز Nano Dimension على الإلكترونيات المطبوعة ثلاثية الأبعاد. يشمل ذلك تقنيات متخصصة جدًا مثل الأحبار الموصلة أو العازلة والسيراميك.

هذه إحدى التطبيقات المحتملة للطباعة ثلاثية الأبعاد على المستوى النانوي، والتي استكشفناها بمزيد من التفصيل في “الطباعة ثلاثية الأبعاد على النطاق النانوي تبدو جاهزة للتسويق”.

المصدر: Nano Dimensions

على سبيل المثال، يمكن استخدام هذه التقنيات لبناء مكونات بصرية أو راديوية. تدعي الشركة أنها تستطيع تقليل البصمة البيئية للتصنيع، مع خفض بنسبة 94٪ في انبعاثات CO2، 100٪ في استهلاك المياه، 98٪ في المواد، و82٪ في المواد الكيميائية.

تعمل Nano Dimension في قطاع الفضاء الجوي، وإلكترونيات السيارات، وقطاعات أخرى. نمت إيرادات الشركة بنسبة 258٪ CAGR منذ عام 2020، أي نمو 12 مرة. جزء من هذا النمو جاء نتيجة سلسلة من الاستحواذات منذ 2021، مما جمع تقنيات متعددة للطباعة الإلكترونية ثلاثية الأبعاد تحت سقف واحد.

المصدر: Nano Dimensions

مؤخرًا، وجدت الشركة في صميم صراع للسيطرة بين الإدارة الحالية وشركة إدارة الأصول Murchinson.

تدعي الإدارة أن Murchinson تنوي الاستحواذ على الشركة بخصم وتصفية الشركة لت “تصفية أصولها النقدية”.

منذ ذلك الحين، لا يزال النزاع مستمرًا. وقد حسّنت الشركة تدفقاتها النقدية لكنها فشلت في محاولات متكررة لشراء طابعة 3D شركة Stratasys.

قد يتم حل الوضع قريبًا، ولكن حتى ذلك الحين، قد يرغب المستثمرون في الانتظار ورؤية ما إذا كانت الشركة ستستمر في الابتكار في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد بدلاً من التصفية.

9. Nanobiotix

(NBTX )

تتكون مادة NBTXR3 التي تنشطها العلاج الإشعاعي من جسيمات نانوية من أكسيد الهافنيوم بمتوسط حجم 50 نانومتر.

المصدر: Nanobiotix

يُحقن مباشرةً في الورم ويزيد الطاقة المنقولة بواسطة العلاج الإشعاعي بمقدار 9 أضعاف مقارنةً بالعلاج الإشعاعي وحده.

يظل غير نشط في غياب العلاج الإشعاعي ويبقى داخل الورم.

المصدر: Nanobiotix


mm

جوناثان هو باحث سابق في الكيمياء الحيوية عمل في التحليل الجيني والاختبارات السريرية. وهو الآن محلل أسهم وكاتب مالي يركز على الابتكار ودورات السوق والسياسة الجغرافية في منشورته "The Eurasian Century"