液滴流微反应器技术：基础研究与应用探索

“液滴流微反应器的基础研究及其应用_赵述芳.pdf” 液滴流微反应器是近年来化学工程领域中的一个重要研究方向，它基于微流控技术，结合了微尺度下的流体力学、传质和反应动力学。这篇由赵述芳等人撰写的论文详尽地综述了液滴微流控技术的发展，特别是液滴在微反应器中的基本行为和应用。 液滴在微流控系统中的行为包括生成、运动、聚并和分裂等，这些过程对于理解微反应器的工作原理至关重要。液滴生成可以通过不同的方法实现，例如微通道中的连续相与分散相的相互作用。液滴运动则受到微尺度下的表面张力、流体动力学和微通道几何形状的影响。聚并和分裂是液滴动态变化的重要方面，它们对液滴内物质的分布和反应过程有显著影响。 微液滴作为反应器的独特之处在于其内部流动、传质和反应过程的高度控制。由于微尺度效应，液滴内部的混合可以非常迅速，促进了化学反应的均匀性和效率。同时，液滴界面提供了大的比表面积，增强了传质过程。液滴流微反应器可以形成连续流反应器的新形式，通过调控单个液滴的行为，实现多个微型间歇反应器的串联，从而实现连续和批量操作的结合。 此外，液滴流微反应器还有其独特的优势。比如，由于液滴的独立性，可以避免不同试剂间的交叉污染，这对于高纯度产品的制备尤其重要。液滴内部的混合可以精确控制，适合于精细化学反应和催化剂筛选。同时，由于每个液滴可以看作一个独立的反应单元，因此液滴流微反应器非常适合进行高通量的反应筛选和大规模生产。 在应用层面，液滴流微反应器已在功能材料制备、化学合成和生物化工等领域展现出广阔的应用前景。例如，在药物合成中，它可以实现高效、定向的药物分子合成；在纳米材料的制备中，可以精确控制纳米颗粒的大小和形态；在生物技术中，液滴可以作为一个微型的生物反应环境，用于单细胞分析或基因表达研究。 液滴流微反应器通过微流控技术实现了对液滴行为的精确控制，其强化传质传热、避免交叉污染、可控混合和独立调控等特点使其在化学工程和生物技术中有广泛且重要的应用潜力。随着微流控技术的不断发展，液滴流微反应器将在未来的研究和工业生产中发挥更大的作用。