微反應(yīng)器介紹

一、微反應(yīng)器的定義
微反應(yīng)器，即微通道反應(yīng)器，是利用精密加工技術(shù)制造的特征尺寸在10到300微米（或者1000微米）之間的微型反應(yīng)器。這里的“微”表示工藝流體的通道在微米級(jí)別，而非指微反應(yīng)設(shè)備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小。微反應(yīng)器中可包含成百萬(wàn)上千萬(wàn)的微型通道，所以能實(shí)現(xiàn)很高的產(chǎn)量。
二、微反應(yīng)器的分類
微反應(yīng)器設(shè)備根據(jù)其主要用途或功能可以細(xì)分為微混合器，微換熱器和微反應(yīng)器。
三、微反應(yīng)器的性能優(yōu)勢(shì)
極大的比表面積：其內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)使得微反應(yīng)器設(shè)備具有極大的比表面積，可達(dá)攪拌釜比表面積的幾百倍甚至上千倍。
良好的傳熱和傳質(zhì)能力：能夠?qū)崿F(xiàn)物料的瞬間均勻混合和高效的傳熱，許多在常規(guī)反應(yīng)器中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)都可以在微反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)床層幾近恒溫，有利于各種化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，例如在一些需要高傳熱效率的反應(yīng)中表現(xiàn)出色，像苯胺氧化成氧化偶氮苯的反應(yīng)、一氧化碳的選擇氧化反應(yīng)等，也適用于加氫反應(yīng)、氨的氧化、甲醇氧化制甲醛、水煤氣變換以及光催化等一系列反應(yīng)。
適合小規(guī)模光化學(xué)過(guò)程：對(duì)于小規(guī)模的光化學(xué)過(guò)程，采用透明的微反應(yīng)器可有利于薄流體層靠近輻射源。
在生物工程領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)：在生物工程領(lǐng)域，能提供良好的細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境，提高細(xì)胞繁殖效率，還能夠?qū)崿F(xiàn)快速篩選和優(yōu)化細(xì)胞培養(yǎng)條件。
在醫(yī)藥領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)：在醫(yī)藥領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的有效篩選和優(yōu)化，提高藥物研發(fā)效率，降低成本。

四、微反應(yīng)器的應(yīng)用領(lǐng)域
化工領(lǐng)域：
在化學(xué)工業(yè)中被廣泛應(yīng)用于各種化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，如有機(jī)合成、無(wú)機(jī)合成、高分子合成等，可以大大提高反應(yīng)效率，減少能源消耗，同時(shí)降低廢物的產(chǎn)生。
用于某些有毒害物質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，進(jìn)行強(qiáng)放熱反應(yīng)的本征動(dòng)力學(xué)研究以及組合化學(xué)（如催化劑、材料、藥物等）的高通量篩選。
德國(guó)美因茲微技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)的一種平行盤(pán)片結(jié)構(gòu)的電化學(xué)微反應(yīng)器，提高了由4 - 甲氧基甲苯合成對(duì)甲氧基苯甲醛反應(yīng)的選擇性。
生物工程領(lǐng)域：廣泛應(yīng)用于細(xì)胞培養(yǎng)、基因工程、蛋白質(zhì)結(jié)晶等研究中。
醫(yī)藥領(lǐng)域：廣泛應(yīng)用于藥物研發(fā)、藥物合成、藥物分析等過(guò)程中。
微米和納米材料的制備和日用化學(xué)品的生產(chǎn)：也是微反應(yīng)器的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。
五、微反應(yīng)器的發(fā)展趨勢(shì)
智能化與自動(dòng)化：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)微反應(yīng)器將更加智能化、自動(dòng)化，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)驗(yàn)效率3。
環(huán)境友好型：隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高，未來(lái)微反應(yīng)器將更加注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，采用更加環(huán)保的材料制造，減少?gòu)U物的產(chǎn)生，降低對(duì)環(huán)境的影響。
多功能化：未來(lái)將實(shí)現(xiàn)更多功能，如多步合成、分離純化、檢測(cè)分析等，成為一種多功能化的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展。

審核編輯 黃宇