回光舞

摘 要：微化工技術(shù)，是隨著上世紀90年代興起的可持續(xù)發(fā)展理念和高新科技技術(shù)的發(fā)展而興起的一門新的學科，作為一門多學科交叉的科技前沿領(lǐng)域，微化工技術(shù)是將微機電系統(tǒng)設計和化學化工相關(guān)原理合二為一的產(chǎn)物，并引進集成電路和微傳感器制造等技術(shù)的一種技術(shù)和科學技術(shù)革新、涉及領(lǐng)域波及化學、機械、材料，電子、物理等多個學科。本文主要通過對微化工的發(fā)展概況、前景展望以及應用范圍的概述，展現(xiàn)出微化工技術(shù)的現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：微化工技術(shù)；微型化；微反應器

隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展和人們生活水平的不斷上升，導致人類對產(chǎn)品種類、數(shù)量、質(zhì)量的要求也是日益增加，這也推動了現(xiàn)代化工業(yè)的飛速發(fā)展；同時為了適應環(huán)保、節(jié)能等時代要求，因此如何實現(xiàn)安全、高效、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展，成為當下急需解決的社會問題。新時代要求下，對化學工業(yè)來說，高使用率、安全環(huán)保、清潔無害、可持續(xù)性成為時代趨勢，盡可能的減少耗損，同時實現(xiàn)零污染。要達到這一目的，既可以通過化學反應本身來完成要求，又可以通過新的設備和技術(shù)來加以實現(xiàn)。因此，微化工技術(shù)應運而生。

一、微化工技術(shù)的前景展望

微化工技術(shù)的研究在世界范圍內(nèi)還處于剛剛起步的階段，在很多領(lǐng)域的研究工作還是有待進一步發(fā)展。在高效傳質(zhì)設備、精細高值化產(chǎn)品的生產(chǎn)、微反應器的研究、易燃易爆的反應過程、氟化硝化為主的強烈快速反映控制等領(lǐng)域的發(fā)展前景還是相當可觀的。其主要需要攻克的技術(shù)難關(guān)包括微反應系統(tǒng)的設計、制造、組裝、封存技術(shù)、相關(guān)參數(shù)測試、系統(tǒng)自動手動控制技術(shù)、傳遞特征規(guī)律等方面的問題，為微化工技術(shù)的發(fā)展和前景提供了理論依據(jù)和具體要求，同時也推動微化工工程理論的進步和發(fā)展。在一些涉足的企業(yè)中，由于其在微化工技術(shù)和生產(chǎn)使用方面的間隔期較短，可以加快微化工技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程，在過程中放大和總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗，形成一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)。這一技術(shù)推動了微化工技術(shù)推廣和發(fā)展。

因此，在應對這些技術(shù)難關(guān)時，需要大力加強對微化工的基礎(chǔ)和應用基礎(chǔ)方面的研究：檢測和歸納微尺度化系統(tǒng)中的表面、臨界現(xiàn)象；微尺度系統(tǒng)的傳熱、混合規(guī)律；微空間下的化學反應；微化工設備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和規(guī)范化設計；以及微化學系統(tǒng)下關(guān)于微反應器的使用壽命、性能的系統(tǒng)化評價和標準等。這些既是對微化工系統(tǒng)的設計和開發(fā)提出了理論和實踐依據(jù)，同時也推進整個微化工領(lǐng)域跨時代發(fā)展。

隨著第三次科技革命的深入發(fā)展，化學工業(yè)面臨著史無前例的機遇和挑戰(zhàn)，微化工技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展對傳統(tǒng)化工技術(shù)和設備制造業(yè)產(chǎn)生了重大突破和技術(shù)革新，同時也對化學化工領(lǐng)域產(chǎn)生深遠的影響。

二、微化工技術(shù)的研究和應用情況

微化工技術(shù)的核心問題，就是處理微反應器的研究和應用問題。微反應器，又名微通道反應器，是一種新型反應設備，其主要通過微加工技術(shù)和精密儀器加工技術(shù)制造出用于進行化學反映的三維結(jié)構(gòu)元件（圖1），其中包括換熱、混合、分離、分析等高度集成的微反映系統(tǒng)（圖2），通常情況下，這種流通介于微米和毫米之間的流通，而化學反應發(fā)生在這些通道之中進行完成。

在微反應器的發(fā)展時期，它主要被用于工藝優(yōu)化、反映動力學測定、催化劑篩選等小試研究之中。目前，微反應器技術(shù)已經(jīng)成為一種高效的篩選技術(shù)。近年來，由于微反應技術(shù)的優(yōu)異表現(xiàn)，其在工業(yè)生產(chǎn)過程中的作用也是日益加強。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前有20到30家企業(yè)將微化工技術(shù)運用到實際生產(chǎn)之中。像美國的CPC公司使用微化工技術(shù)完成藥物合成；荷蘭的DSM公司使用微化工技術(shù)完成里特反映；西安惠安公司通過微化工技術(shù)提取硝化甘油等等。在歐洲的許多公司和研究機構(gòu)，尤其是大型的化工機構(gòu)和醫(yī)藥生產(chǎn)研究公司都致力于微化工技術(shù)的開發(fā)和應用，并通過新的生產(chǎn)工藝，使得生產(chǎn)效益大幅度提升。

三、結(jié)語

微化工技術(shù)作為一種全新的強化技術(shù)，它的研究之路也只是剛剛起步階段，在許多領(lǐng)域的研究和認識還是有待提高的。當前這一領(lǐng)域的研究主要集中在各大高校和相關(guān)研究所之中，但是隨著其優(yōu)點的社會和經(jīng)濟效益也開始逐步吸引著企業(yè)界的關(guān)注目光。隨著微反應器技術(shù)在歐洲的飛速發(fā)展，使得其在工業(yè)研發(fā)和商業(yè)化生產(chǎn)中的應用越來越多。微化工技術(shù)的發(fā)展既是對傳統(tǒng)化工技術(shù)和設備制造行業(yè)的顛覆，也對整個化學化工領(lǐng)域產(chǎn)生了史無前例的影響。由于我國既是資源大國，又是資源短缺的國家，發(fā)展微化工技術(shù)有利于提高資源的利用率，變廢為寶，推動環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會的發(fā)展，推動我國經(jīng)濟的又好又快發(fā)展。

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