Nanotecnologia

Top 10 Ações de Nanotecnologia

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A Revolução Nanotecnológica em Curso

Longe de ser apenas ficção científica, a nanotecnologia já está ao nosso redor. Isso começou principalmente com a indústria de semicondutores, que precisou avançar progressivamente para a escala nanométrica (um milionésimo de metro) para continuar aumentando a densidade de transistores nos chips de computador.

O progresso alcançado na fabricação em escala nanométrica está agora permitindo a entrada da nanotecnologia em muitos outros setores, da farmacêutica aos têxteis e energia.

Nanowonders

A nanotecnologia também promete criar inúmeros materiais maravilhosos, incluindo grafeno, boroeno, nanotubos e outros materiais capazes de ser superiores ao aço, concreto ou até titânio em todos os aspectos: mais leves, mecanicamente mais fortes, mais resistentes a tensões, calor e frio.

Normalmente caracterizados por formas planas/2D únicas, esses materiais podem até ser supercondutores à temperatura ambiente.

Assim, esses materiais maravilhosos possuem propriedades únicas que poderiam tornar possíveis conceitos de ficção científica, como elevadores espaciais, propulsores de massa, trens hyperloop, carros voadores, implantes biônicos, IA de nível humano, etc.

Discutimos em detalhes alguns desses materiais e as últimas notícias sobre eles nos seguintes artigos:

Indústrias Impactadas Pela Nanotecnologia

Como mencionado antes, as indústrias que atualmente utilizam nanotecnologia de forma contínua são, em sua maioria, a indústria de semicondutores.

Aqui estão alguns dos outros setores que a estão adotando rapidamente:

  • Medicina & Farmacêuticos.
  • Baterias.
  • Energia verde: painéis solares, geração de hidrogênio, dessalinização, etc.
  • Aeroespacial.
  • Construção.
  • Têxteis.
  • Transporte e automotivo.
  • Produção de alimentos e agricultura.
  • Químicos.

Talvez seja mais rápido fazer uma lista dos setores não integrando nanotecnologia em seus processos…

Você também pode ver uma “visão de olho de pássaro” da adoção da nanotecnologia em várias indústrias e exemplos nesta publicação científica de 2023 intitulada “Nanotecnologia: Uma Revolução na Indústria Moderna”.

Top 10 Empresas de Nanotecnologia

Esta lista busca cobrir a maioria das aplicações e inovações em nanotecnologia, em vez de apenas as maiores empresas de nanotecnologia, que tendem a estar todas na indústria de semicondutores.

1. Applied Materials

(AMAT )

Applied Materials oferece uma infinidade de produtos que apoiam a fabricação de semicondutores. A maioria será difícil de entender totalmente para quem não é engenheiro, como “filmes de barreira de metal e óxido”, “filmes que mudam de cor e holográficos”, ou “camadas de metal padronizadas em câmara”.

Isso a torna um fornecedor central para “praticamente qualquer pessoa que fabrica um microchip.” E, portanto, parte integral do boom da IA também.

Também torna seu modelo de negócios muito estável, com mais de 60% da receita vindo de assinaturas como renovação automática de equipamentos, serviços de manutenção, vendas de consumíveis, etc. Em média, esses contratos duram 2,6 anos e são renovados em mais de 90% dos casos.

Isso levou a empresa a registrar 15 trimestres consecutivos de crescimento ano a ano no final de 2022.

A empresa tem aumentado consistentemente sua distribuição de dividendos, embora a rápida alta do preço das ações tenha reduzido o rendimento de dividendos. Desde 2012, a empresa também recompra cerca de um quarto de suas ações em circulação.

Praticamente todas as máquinas da Applied Materials operam em nível nanométrico ou próximo a ele, às vezes manipulando wafers de silício e outros elementos ao nível atômico.

Essa expertise pode ser expandida além da fabricação de chips, com a Applied Materials já atuando em outras indústrias como solar, exibição/telas, e sistemas de revestimento roll-to-roll usados para embalagens, anti-falsificação, segurança e eletrônicos flexíveis.

2. IBM

(IBM )

Uma empresa chave na criação da era moderna dos computadores, International Business Machines, ou IBM, tem experimentado nanotecnologia desde a década de 1980. Notavelmente, foi responsável pela primeira técnica replicável de manipular átomos individuais em uma superfície com controle.

As conquistas atuais da IBM em nanotecnologia estão principalmente focadas em semicondutores e computação, o núcleo de seu negócio, graças ao seu modelo Albany Nanotech Center. Isso inclui:

É fácil ignorar a IBM ao observar gigantes de tecnologia porque ela costuma ficar nos bastidores, limitando-se ao seu core business B2B (Business to Business). No entanto, isso é na verdade uma força para a IBM, com parcerias relacionadas à computação e nanotecnologia além da indústria de computadores.

Por exemplo, a maioria das maiores empresas farmacêuticas tem uma ou várias parcerias com a IBM relacionadas a computação em nuvem, computação quântica, implantação de blockchain, ERP, IA, etc.

O mesmo pode ser dito para quase todas as indústrias, da defesa à finança ou manufatura e bens de consumo.

3. 3M

(MMM )

3M é uma grande empresa química e de materiais especializada em produtos de alto desempenho, com uma gama muito ampla de aplicações para seus 60.000 diferentes produtos.

Isso cobre quase todos os processos industriais e todas as indústrias, variando de aplicações tão diversas quanto adesivos, materiais porosos, processamento de radiação, processamento de polímeros, impressão 3D, cerâmicas, etc.

Fonte: 3M

A empresa também é um gigante em propriedade intelectual, com 120.383 patentes e mais de 3.500 patentes adicionais a cada ano, com laboratórios em 50 países e US$1,9 bi em P&D.

Um segmento onde a 3M é menos ativa é a saúde, desde o spin‑off de Solventum em abril de 2024, no qual retém apenas 19,9% de participação. Você pode ler mais sobre a Solventum como empresa independente nesta apresentação.

Graças à expertise em ciência dos materiais, nanotecnologia e química, a 3M está bem posicionada para construir inovações em nanotecnologia em escala e comercializá‑las através de sua extensa rede de vendas. E ela tem sido reconhecida como líder na corrida da nanotecnologia há mais de uma década.

4. BASF (BASFY)

Um gigante da indústria química, a BASF emprega mais de 110.000 pessoas em 11 divisões agrupadas em 6 segmentos: Químicos, Materiais, Soluções Industriais, Tecnologias de Superfície, Nutrição & Cuidados, e Soluções Agrícolas.

Mais de 20% da atividade vem de químicos e plásticos e mais de 20% do transporte. Também tem forte presença na agricultura e bens de consumo.

Fonte: BASF

A empresa investe massivamente em P&D, com gasto anual superior a US$2 bi, distribuído por muitos setores, mas com forte foco em gerar crescimento no setor agrícola (pesticidas, herbicidas e tratamento de sementes).

Fonte: BASF

A expertise em plásticos e outras manufaturas químicas se estende à escala nanométrica, notavelmente com posição de liderança em revestimentos de superfície nanoparticulados, materiais porosos e polímeros.

Isso dá à empresa espaço para expandir em novos setores. Por exemplo, ela recentemente começou a fornecer materiais ativos de cátodo para as células de bateria de íon‑lítio da Nanotech Energy.

“Nossa parceria com a Nanotech, ABTC e TODA marca um passo importante para o negócio global de reciclagem de baterias da BASF. Agora, estamos estabelecendo o primeiro sistema de ciclo fechado na América do Norte. Isso permite que a BASF e a Nanotech produzam baterias de íon‑lítio com conteúdo reciclado localmente.”

Daniel Schönfelder, Vice‑Presidente Sênior de Metais de Base de Bateria e Reciclagem na BASF

4. CATL (300750.SZ)

A CATL é a líder global em fabricação de baterias, produzindo mais da metade do volume total mundial de baterias. A empresa está presente em cada etapa da cadeia de suprimentos de fabricação de baterias e lidera a tecnologia de baterias.

Isso é verdade para baterias de íon‑lítio, onde a empresa tem sido líder estabelecida há muito tempo. A CATL também anunciou progressos impressionantes em vários outros tipos de baterias :

Fonte: CATL

Esse desempenho impressionante de bateria só é alcançado graças ao entendimento da química da bateria até o nível atômico. Ao compreender como os átomos do cátodo e ânodo da bateria agem, a empresa pode criar novos designs otimizados para fluxos de elétrons e a maior densidade de energia possível.

A CATL também investiu 3,25 bi em capacidades de reciclagem de baterias na China. A CATL alcançou notavelmente uma taxa de recuperação de 99,6% para níquel, cobalto, manganês e 91% para lítio. Isso também é conseguido graças à nanotecnologia avançada e ao profundo entendimento da química do lítio, cobre, cobalto, etc.

Graças à sua escala, foco e conquistas em P&D, a CATL provavelmente estará na vanguarda da inovação, fabricação e reciclagem de baterias. Isso a torna um parceiro chave para fabricantes de veículos elétricos, incluindo Tesla, NIO, Ford, Stellantis, etc.

5. ThermoFisher

(TMO )

A ThermoFisher lidera instrumentos de laboratório e ferramentas analíticas para as indústrias química e biotecnológica, com 125.000 funcionários. Isso também a torna um parceiro importante para produção em escala de tratamentos médicos avançados e outros produtos biotecnológicos.

Fonte: ThermoFisher

De métodos relativamente rudimentares, a biotecnologia agora opera totalmente na escala nanométrica (DNA, RNA, proteínas), com a fronteira entre biotecnologia e nanotecnologia cada vez mais tênue.

Por exemplo, métodos como cromatografia, espectrometria de massa ou microscopia eletrônica dependem de nanotecnologia avançada para analisar ou purificar amostras até o nível molecular.

E essas máquinas, por sua vez, utilizam componentes em escala nanométrica como membranas nanoporous, nanotubos, etc.

Com cada novo caso de uso, terapia ou material milagroso descoberto, há um crescimento na demanda por máquinas ThermoFisher.

Isso coloca a ThermoFisher em boa posição para crescer junto com as indústrias de nanotecnologia e biotecnologia.

6. Graphene Manufacturing Group (GMG)

O grafeno é uma nanocamada 2D de átomos de carbono com propriedades excepcionais de condutividade, resistência física (100 x a do aço), condutividade térmica, etc. A descoberta do grafeno foi premiada com o Prêmio Nobel em 2010.

O grafeno é atualmente usado em uma variedade de aplicações, principalmente como revestimento em outros materiais ou como lubrificante. Suas principais vantagens são resistência superior à corrosão e a produtos químicos e alta condutividade térmica.

Fonte: GMG

Mas algumas aplicações futuras poderiam ser a criação de semicondutores de grafeno (veja “Semicondutores de Grafeno – Eles Finalmente Chegaram?”), ou até supercondutores à temperatura ambiente. O revestimento de grafeno também poderia ser usado em baterias e em tecnologias de vasos de pressão de hidrogênio.

Fonte: GMG

A GMG produz seu grafeno a partir de metano + hidrogênio, o que difere da maioria dos concorrentes, que o produzem a partir de depósitos naturais de grafite. Isso permite maior pureza, mais escalabilidade e produção de baixo custo.

A empresa lançou sua primeira instalação de produção na Austrália em 2023, com capacidade de até 1 milhão de litros de produção de revestimento de trocadores de calor por ano.

O próximo passo da empresa será sua tecnologia de bateria baseada em íon de alumínio com grafeno, com densidade de 290 Wh/kg, carregamento 60 x mais rápido que baterias de íon‑lítio, vida útil 3 x maior e perfil de risco de incêndio melhorado.

Fonte: GMG

7. Oxford Nanopore Technologies plc (ONT.L)

Oxford Nanopore usa uma tecnologia única de sequenciamento genômico que depende de células de fluxo. Isso permite que o DNA seja “lido” ao atravessar os nanoporos, não por meios químicos, mas medindo diretamente uma corrente elétrica. Assim, de certa forma, é a primeira vez que um computador pode ler uma sequência genética (DNA & RNA) em tempo real.

Outra vantagem única da tecnologia da empresa é que ela pode ler sequências genéticas mais longas que os métodos de sequenciamento convencionais. Sequências longas e leitura em tempo real podem proporcionar resultados melhores e mais rápidos, o que é importante para análise de câncer ou doenças infecciosas como bactérias resistentes a antibióticos.

Por fim, a medição elétrica permite sequenciadores menores e mais portáteis, uma melhoria em relação às máquinas massivas usadas até agora. Isso permite que a empresa produza uma ampla gama de sequenciadores, incluindo versões mais lentas, menores e muito mais baratas, a partir de US$ 1.000. Isso poderia expandir radicalmente o mercado de sequenciamento, com sequenciamento móvel ou de baixo custo antes inexistente.

Devido à sua tecnologia radicalmente nova, não está claro onde a Oxford se encaixará em um ecossistema de sequenciamento genômico mais maduro.

Ela poderia substituir totalmente a tecnologia incumbente de leitura química/óptica de genomas da Illumina e Pacific Biosciences. Ou poderia se tornar uma aplicação de nicho bem‑sucedida para sequenciamento de baixo volume ou móvel, ou para sequenciamento que exija leitura de alta precisão de sequências genéticas longas.

Você pode decidir por si mesmo o cenário provável para o mercado de sequenciamento genético com nosso artigo “5 Melhores Empresas de Sequenciamento de Genoma”.

A empresa também planeja expandir para a leitura de proteínas, modificações pós‑tradução de proteínas ou pequenas moléculas, e outras medições na fronteira das ciências da vida.

8. Nano Dimension

(NNDM )

A maioria das empresas de manufatura aditiva foca em metal e plástico, com atenção a peças mecânicas complexas. A Nano Dimension, por outro lado, foca em eletrônicos impressos em 3D. Isso inclui tecnologias muito especializadas como tintas condutoras ou dielétricas & cerâmicas.

Esta é uma das possíveis aplicações da impressão 3D na escala nanométrica, que exploramos mais detalhadamente em “Impressão 3D em Escala Nanométrica Parece Pronta para Comercialização”.

Por exemplo, essas tecnologias podem ser usadas para construir componentes ópticos ou de rádio. A empresa afirma que pode reduzir a pegada ecológica da manufatura, com redução de 94% nas emissões de CO₂, 100% na água, 98% nos materiais e 82% nos produtos químicos.

A Nano Dimension está ativa em aeroespacial, eletrônica automotiva e outros setores.  A empresa aumentou sua receita em CAGR de 258% desde 2020, ou crescimento de 12 x. Parte desse crescimento foi impulsionado por uma série de aquisições desde 2021, trazendo múltiplas tecnologias de impressão 3D eletrônica sob o mesmo teto.

Recentemente, a empresa esteve no centro de uma batalha de controle entre a gestão atual e a empresa de gestão de ativos Murchinson.

A gestão afirma que a Murchinson pretende adquirir a empresa com desconto e liquidar a empresa para “liquidar seus ativos em caixa”.

Desde então, a disputa ainda está em andamento. A empresa melhorou seus fluxos de caixa mas falhou em tentativas repetidas de comprar a impressora 3D Stratasys.

A situação pode ser resolvida em breve, mas até lá, os investidores podem querer esperar e ver se a empresa continuará inovando em impressão 3D ao invés de ser liquidada.

9. Nanobiotix

(NBTX )

O radioterápico ativado NBTXR3 da empresa é feito de nanopartículas de óxido de háfnio com tamanho médio de 50 nm.

Fonte: Nanobiotix

É injetado diretamente em um tumor e aumenta a energia transferida pela radioterapia em 9 x comparado à radioterapia isolada.

É inerte na ausência de radioterapia e permanece no tumor.

Fonte: Nanobiotix

Essa tecnologia poderia ser um potencializador universal de radioterapia, especialmente para tumores sólidos, e está atualmente em ensaios clínicos para 14 diferentes tipos de câncer, em parceria com a Janssen (filial da gigante farmacêutica Johnson & Johnson) e o MD Anderson Cancer Center. Até agora, mais de 350 pacientes foram injetados com NBTXR3 e o perfil de segurança tem sido satisfatório.

No total, 60% dos pacientes com câncer recebem radioterapia, e com 20 milhões de novos diagnósticos de câncer por ano, isso representa um mercado potencial massivo para um potenciador universal de radioterapia avaliado em US$ 6,2 bi até 2029.

O acordo com a Janssen para o NBTXR3 incluiu US$ 60 mi adiantados, com até US$ 1,8 bi se atingidos marcos posteriores de desenvolvimento, regulamentação e comercialização. A isso se somam royalties escalonados entre 10‑20%.

Fonte: Nanobiotix

A empresa também está trabalhando em Curadigm e Oocuity. Curadigm é um nanoprimer que reduz a atividade hepática para aumentar os efeitos de fármacos por um período limitado. Oocuity é feito de nanopartículas capazes de ajustar a atividade neuronal, inicialmente com potencial para dor neuropática (dor induzida por problema cerebral) e, posteriormente, para doenças neurodegenerativas como Parkinson, Alzheimer, demência, etc.

10. ON Semiconductor Corporation

(ON )

ON Semi é uma empresa de semicondutores especializada em eletrificação, incluindo no automotivo, mas também em outros setores como energia solar, baterias, aeroespacial, telecomunicações, data centers e medicina.

O setor automotivo representa 50% da receita do 1T 2023 e deve sustentar a maior parte do crescimento da empresa até 2025.

Uma grande parte da vantagem tecnológica da ON Semi baseia‑se em carbeto de silício, um novo tipo de composto de silício usado para sistemas elétricos de alta energia. Eles permitem cargas de potência muito altas necessárias para o carregamento rápido de veículos elétricos.

Isso torna o carbeto de silício um alicerce de toda a transição energética e de alta tecnologia, desde EVs até computação de alta potência e energias renováveis. O carbeto de silício também está sendo investigado para uso em supercapacitores e computação quântica.

Essa estratégia de dobrar o investimento em carbeto de silício levou a ON Semi a experimentar um CAGR de 26% nas receitas entre 2020‑2022.

O crescimento é sustentado por uma base de clientes muito grande e diversificada, incluindo a maioria das maiores empresas industriais e de tecnologia do mundo. ON Semi também está ativa no segmento de sensores, com o lançamento de um detector de gás de próxima geração em abril de 2024.

Com a necessidade de baterias e sistemas elétricos cada vez mais poderosos e eficientes, os carbetos de silício estão se tornando cada vez mais importantes na cadeia de suprimentos global. Isso faz da ON Semiconductor e do carbeto de silício o equivalente dos anos 2020 à cadeia de suprimentos de semicondutores de silício, posicionados para um crescimento desproporcional.

Como líder no setor, a ON Semi provavelmente se beneficiará enormemente da tendência de eletrificação, especialmente EVs, bem como de data centers para treinamento de IA, sistemas solares e de baterias em escala de utilidade, e da tendência geral de eletrificação.

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Jonathan é um ex-pesquisador bioquímico que trabalhou em análise genética e ensaios clínicos. Ele agora é um analista de ações e escritor de finanças com foco em inovação, ciclos de mercado e geopolítica em sua publicação The Eurasian Century.