制藥行業一直是流動化學興起的主要推動力，有機合成一直是所有在流動化學設備上開展的研究工作重點。其他領域，例如生物燃料，石油化學和納米顆粒合成，也可以從這些相同的優勢中受益。

專門研究納米顆粒合成的公司和大學對連續流微通道反應器需求不斷增長。另外，關于納米顆粒，量子點和膠體金屬的連續形成的主題的出版物越來越多。

納米粒子的物理和化學特性，它們被廣泛應用于各個領域，導致對化學家提供可靠，大量高質量納米粒子的可靠供應的需求不斷增長。

其他化學方法來分批生產納米顆粒存在以下問題：混合中的不均勻性，老化的重要性，溫度難以精確控制以及批次之間的可重復性有問題。批處理過程通常取決于化學家的技能，而不僅取決于化學本身。(non-homogeneity in mixing, the importance of aging, the difficulty of accurate temperature control and questionable reproducibility from batch to batch)

流動化學具有許多優點，可幫助克服這些挑戰，特別是快速且可重現的混合，出色的溫度控制，進行加壓反應的能力，模塊化和易于放大。

納米顆粒合成中的精確反應控制

流化學系統的關鍵特性之一是其內部潤濕通道的直徑非常小，通常在0.3-1 mm的范圍內。這對微型反應器的混合質量和溫度控制都具有巨大影響。

系統的流動條件由雷諾數（Re）定義，即流體的平均粘度乘以特征尺寸再除以運動粘度。對于低雷諾數（低于4,000），流動條件是層流的；對于高雷諾數，它們是湍流的。在連續流化學系統中，通道尺寸導致雷諾數始終很?。ㄍǔ?lt;100），因此流態始終是層流的。

在層流條件下，混合受到擴散限制，并且速度極快。通常，在微反應器中，混合為約1-5秒。由于微型反應器的形狀不會改變，并且不涉及物理攪拌器，因此它的重現性也很高。

通過使用專門設計的微型反應器（稱為微型混合器芯片），混合時間甚至可以進一步減少到一秒鐘以下。這使得微混合器芯片成為納米顆粒合成方案的首選反應器，其中混合是關鍵參數。

微反應器通道的小直徑也意味著其表面體積比極高。這樣可實現出色的熱傳遞以及快速，有效的溫度控制和響應。不僅沒有間歇式反應器中看到的溫度梯度，而且任何放熱或吸熱都非常迅速地被吸收，從而在整個微反應器中保持了均勻的溫度。

Seeberger教授(Max Planck Institute of Colloids & Interfaces)及其同事在描述玻璃微反應器中連續量子點合成過程的論文中指出了精確控制實驗條件所起的關鍵作用。合成的量子點連續與使用類似的批處理方案所獲得的顆粒分布相比，Seeberger研究小組的流動具有更窄的顆粒分布。Fitzner及其同事在流動微反應器中制備膠體金也表明了這種趨勢。

鐵納米顆粒的連續合成中粒子的大小至關重要，因為它決定了其順磁特性。在微反應器中進行鐵納米顆粒合成可以實現超快速混合，隨后形成的精細磁性鐵納米粒子的質量和重現性均高于批量合成（batch synthesis）。

連續流動的過程靈活性

使用連續流化學系統制造納米顆粒的其他優點包括易于擴展，系統模塊化以及進行高壓反應和多步工藝的能力。

由注射泵，微反應器和壓力控制器組成的流化學系統是納米顆粒合成的良好起點。該系統將允許用戶進行一系列實驗以確定最佳反應條件。一旦確定了最佳的反應條件，就可以使用相同的設置連續懸浮液來合成數克的納米顆粒。

通過添加自動進樣器并通過軟件使系統自動化，系統的功能得以擴展，非常適合過程優化和研究反應參數?？梢钥焖僭O置，自動運行一系列實驗，并分別收集所有樣品進行分析。Fitzner及其同事使用這種設置來研究反應溫度對膠體金粒度分布的影響。

使用背壓調節器還可以非常輕松，安全地對流化學系統進行加壓。這樣可以將溶劑加熱到沸點以上，這通常被稱為“過熱”，從而提高了反應動力學并創造了超快反應條件。最重要的是，對系統加壓可以最大程度地減少反應產生副產物氣體時可能發生的除氣效果（degassing effect）。

最后，微反應器和流動化學是多步工藝（通常稱為“伸縮合成--telescoping synthesis”）的理想選擇。通過簡單地將第一反應器的輸出連接到第二反應器的輸入，可以建立兩步反應。Seeberger的小組在其量子點工藝中利用了這種流化學優勢。首先，在微型反應器中形成鎘-硒納米顆粒，然后在第二個串聯的微型反應器中用硫化鋅覆蓋納米顆粒。此兩步反應作為一個連續過程進行，因此節省了時間和人工。

流動化學是一種有效的技術 優化反應及其大規模合成的研究?？梢詭椭{米顆粒工業的流化學的關鍵優勢包括出色的反應控制，靈活性和易于擴展。這些益處是如此重要，以至于在不久的將來，連續流可能會成為納米顆粒合成的選擇方法。