微反應(yīng)器是一種借助于特殊微加工技術(shù)以固體基質(zhì)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)器通常含有當(dāng)量直徑小于500mm的流體流動(dòng)通道，在這些通道中發(fā)生所要求的反應(yīng)。自從1993年Richard Mathies首先在微加工技術(shù)制造的生物芯片上分離測定了DNA片段、實(shí)現(xiàn)了生物芯片技術(shù)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合后，微反應(yīng)器的研究逐漸得到廣泛重視。

國外對微反應(yīng)器的研究已經(jīng)比較深入，對其原理和應(yīng)用已有了比較透徹的認(rèn)識，在微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、制造、集成和放大等關(guān)鍵問題上已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，使實(shí)驗(yàn)技術(shù)得到革命性的提高。

微反應(yīng)器是一種借助于新型微加工技術(shù)，以固體機(jī)制制造的可用于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)與分離提取的三維結(jié)構(gòu)元件。按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類包括：

（1）、通道類反應(yīng)器，該類微反應(yīng)器通常含有當(dāng)量直徑小于幾百微米的微流通道，在這些通道中發(fā)生所要求的反應(yīng)和分離；

（2）、超分子自組裝而成的反應(yīng)單元，其甚至僅容納一個(gè)分子。在極微小反應(yīng)空間內(nèi)，分子作用能改變電特殊性，空間作用可以影響分子構(gòu)象或基團(tuán)的旋轉(zhuǎn)等，進(jìn)而可以改變反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)、傳遞和分離特性等。微反應(yīng)器有多種分類方式，按操作模式可分為間歇式微反應(yīng)器和連續(xù)微反應(yīng)器，按反應(yīng)物的相態(tài)可分為液液微反應(yīng)器、氣液微反應(yīng)器和氣液固三相微反應(yīng)器等。從混合的方式來看，按照有無外界動(dòng)力源可分為主動(dòng)式混合器和被動(dòng)式混合器兩類。

微反應(yīng)器不僅具有所需空間小、質(zhì)量和能量消耗少以及響應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，更重要的是，其在單位體積和單位時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，更重要的是，其在單位體積和單位時(shí)間內(nèi)得到的信息量很大。以微小通道作為化學(xué)反應(yīng)空間，能實(shí)現(xiàn)邊流動(dòng)邊反應(yīng)，因而，比傳統(tǒng)反應(yīng)器具有更多的優(yōu)勢：

（1）、高的熱傳導(dǎo)系數(shù)實(shí)現(xiàn)良好溫度控制

微反應(yīng)的傳熱系數(shù)比傳統(tǒng)大反應(yīng)器高一個(gè)數(shù)量級。即使是反應(yīng)速率非常快，放熱效應(yīng)非常強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)，在微反應(yīng)器中也能在近乎等溫的條件下進(jìn)行，從而避免了熱點(diǎn)現(xiàn)象，并能控制強(qiáng)放熱反應(yīng)的點(diǎn)火和熄火，使反應(yīng)在傳統(tǒng)反應(yīng)器無法達(dá)到的溫度范圍內(nèi)操作。這對于涉及中間產(chǎn)物和熱不穩(wěn)定產(chǎn)物的部分反應(yīng)具有重大意義。由于微通道反應(yīng)器傳熱性質(zhì)非常好。熱容量小及反應(yīng)時(shí)間非常短，對溫度分布變化可以作瞬時(shí)的響應(yīng)，非常有利于溫度控制。

      （2）、毫秒或納微妙混合時(shí)間縮小了反應(yīng)器體積對于非零級反應(yīng)自動(dòng)催化除外，當(dāng)物料處理量一樣，起始及最終轉(zhuǎn)化率都相同時(shí)，全混反應(yīng)器所需的體積大于平推流反應(yīng)器，而微反應(yīng)器中的微通道幾乎完全符合平推流模型；微反應(yīng)器中的微通道幾乎完全符合平推流模型；微反應(yīng)器的傳質(zhì)特性使得反應(yīng)物在微反應(yīng)器中能在毫秒級范圍內(nèi)完全混合，從而大大加速了傳質(zhì)控制化學(xué)反應(yīng)的速率。所以對于傳質(zhì)控制等類型的化學(xué)反應(yīng)使用微反應(yīng)器可以在維持產(chǎn)量不變的情況下，使反應(yīng)器總體積大小減小。

      （3）、高比表面積增大強(qiáng)化反應(yīng)過程

       在微反應(yīng)設(shè)備內(nèi)，由于減小了流體厚度，相應(yīng)的面積體積比得到了顯著的提高。微反應(yīng)器的比表面積可以達(dá)到10000~50000m2.m-3，比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)設(shè)備的比表面積1000m2.m-3高10~15倍。因此，比表面的增加除了可以強(qiáng)化傳熱外，也可以強(qiáng)化反應(yīng)過程，例如，高效率的氣相催化微反應(yīng)器就可以采用在微通道內(nèi)表面涂敷催化劑的結(jié)構(gòu)。

      （4）、高轉(zhuǎn)化率和收率

微反應(yīng)器能提高化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和收率，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在精細(xì)化工反應(yīng)中，大約有20%的反應(yīng)可以通過采用微反應(yīng)器，在收率、選擇性或安全性等方面得到提高。盡管只有20%，但是考慮到精細(xì)化工反應(yīng)范圍廣、數(shù)量大，微反應(yīng)器的應(yīng)用潛力是非常巨大的。

     （5）、良好的安全性能

      由于微反應(yīng)器的反應(yīng)體積小，傳質(zhì)傳熱速率快，能及時(shí)移走強(qiáng)放熱化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量，從而避免宏觀反應(yīng)器中常見的“飛溫”現(xiàn)象；對于易發(fā)生爆炸的化學(xué)反應(yīng)，由于微反應(yīng)器的通道尺寸數(shù)量級通常在微米級范圍內(nèi)，能有效地阻斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使這一類反應(yīng)能在爆炸極限內(nèi)穩(wěn)定地進(jìn)行；對于反應(yīng)物、反應(yīng)中間產(chǎn)品或反應(yīng)產(chǎn)物有毒有害的化學(xué)反應(yīng)，由于微反應(yīng)器數(shù)量眾多，即使發(fā)生泄漏也是少部分微反應(yīng)器，而單個(gè)微反應(yīng)器體積非常小，泄漏量非常小，并且能在其他微反應(yīng)器繼續(xù)生產(chǎn)時(shí)予以更換。

     （6）、大量減少有毒、有污染溶劑的使用；

     （7）、易儲運(yùn)等

      這些優(yōu)勢能夠極大地提高新化合物的合成可能性，更可能通過提高通量合成的方法，達(dá)到組合化學(xué)反應(yīng)的目的。

      21世紀(jì)由于環(huán)境惡化以及能源枯竭等一系列問題，使化學(xué)工業(yè)面臨前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，由于微反應(yīng)器表現(xiàn)出的諸多優(yōu)點(diǎn)，科學(xué)界致力于探索新的反應(yīng)途徑使化工生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)和環(huán)保。所以我們有必要相信微反應(yīng)器將在化學(xué)工業(yè)中發(fā)揮出巨大的作用。