微反應(yīng)器是一種利用精密加工技術(shù)（MEMS）制造的可用于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的三維結(jié)構(gòu)元件。微反應(yīng)器通常含有微米級(jí)的通道尺寸（10-300 ?m），流體在這些通道中流動(dòng)，并要求在這些通道中發(fā)生所要求的反應(yīng)。這樣就導(dǎo)致了在微構(gòu)造的化學(xué)設(shè)備中具有非常大的表面積/體積比率。微反應(yīng)器中可以包含成千上萬的微型通道，因此也可以實(shí)現(xiàn)很高的產(chǎn)量。

微反應(yīng)器技術(shù)是一個(gè)多學(xué)科間交叉的新興技術(shù)，對(duì)很多傳統(tǒng)反應(yīng)器很難操作的反應(yīng)，微反應(yīng)器技術(shù)提供了嶄新的解決方案。它的應(yīng)用已經(jīng)得到社會(huì)的認(rèn)可，近年來國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量研究，微反應(yīng)器技術(shù)得到了快速的發(fā)展，使得其在工藝研發(fā)與工業(yè)化生產(chǎn)中正得到越來越多的應(yīng)用。

在化工反應(yīng)中的應(yīng)用

許多化工反應(yīng)要求在低溫（零下數(shù)十度甚至更低）或者高溫下進(jìn)行，這樣的反應(yīng)對(duì)溫度要求比較嚴(yán)格，溫度一旦高出設(shè)定值，導(dǎo)致副產(chǎn)物生成，收率和選擇性大幅下降。嚴(yán)格的溫度控制在小實(shí)驗(yàn)中不難實(shí)現(xiàn)，但是，在擴(kuò)大生產(chǎn)時(shí)，如果利用常規(guī)反應(yīng)器設(shè)備投資和能耗就會(huì)很高，反應(yīng)的操作比較繁瑣，難以實(shí)現(xiàn)，利用微反應(yīng)器就可以很容易實(shí)現(xiàn)。

納米顆粒的制備

微反應(yīng)器利用微孔作為分散介質(zhì)，分散相在壓力作用下通過孔均勻分布在連續(xù)相中，由于混合尺度很小，可以達(dá)到毫秒級(jí)快速均勻混合，非常適合于快速反應(yīng)的納米顆粒制備工藝。采用微反應(yīng)器法制備納米顆粒，如果選擇適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┘昂线m的微乳液，可以得到粒徑小而分散均勻的顆粒，而且所選擇的表面活性劑成本低且易回收。應(yīng)用微反應(yīng)器來進(jìn)行酰胺化優(yōu)化，達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低消耗、提高效益的目的。

基礎(chǔ)研究

微反應(yīng)器由于其幾何體積、傳質(zhì)、傳熱等方面的優(yōu)勢(shì)，能夠迅速而穩(wěn)定的混合反應(yīng)物，因此可以減少反應(yīng)物的消耗，特別是比較昂貴或稀少的物質(zhì)，提高反應(yīng)的效率，例如進(jìn)行正交試驗(yàn)時(shí)，就可以利用微反應(yīng)器進(jìn)行正交組合試驗(yàn)，縮短了試驗(yàn)的時(shí)間；可以對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行控制，使得反應(yīng)的條件能夠更精確地控制，進(jìn)行條件優(yōu)化。例如，對(duì)于具有一定危險(xiǎn)性的反應(yīng)，利用微反應(yīng)器可以嚴(yán)格控制危險(xiǎn)品的反應(yīng)配比，減少危險(xiǎn)品的使用，提高反應(yīng)的安全性；由于微反應(yīng)過程為連續(xù)過程，試驗(yàn)的參數(shù)變換控制方便，可以方便地進(jìn)行動(dòng)力學(xué)測(cè)量和用于 DNA 的分析。