Un microreactor este un dispozitiv la scară foarte mică în care pot avea loc reacții chimice. De obicei, măsoară mai puțin de inch (2.54 cm) în lungime și lățime și poate mai puțin de o șaisprezece parte de inch (1.56 mm) în grosime, deși dimensiunile variază. În mod normal, va avea tuburi de intrare și de ieșire, cu canale sau camere minuscule în interior, în care au loc reacțiile. De obicei, reactanții și produsul sunt fluide – lichide sau gaze – care pot fi introduse folosind pompe minuscule sau electro-osmoză. Din 2011, microreactoarele sunt folosite doar în scopuri experimentale și de prototipare, dar există o perspectivă reală de a le folosi în număr mare pentru producția în masă de substanțe chimice utile.
Dispozitivul este în mod normal construit prin gravarea unor canale minuscule pe un material adecvat, într-un mod similar cu fabricarea circuitelor integrate. Acestea pot fi realizate din vafe de siliciu, sticlă, metal sau materiale ceramice. Canalele nu pot fi mai largi decât părul uman. Gravarea poate fi realizată prin laser, descărcare electrică sau prin mijloace chimice. Adesea, microreactorul este fabricat din două plăci gravate îmbinate împreună.
Microreactoarele oferă câteva avantaje semnificative față de mijloacele mai tradiționale, la scară mai mare, de a desfășura reacții chimice. Raportul mare suprafață-volum permite reacțiilor să se desfășoare mai rapid și mai des la o temperatură mai scăzută decât este posibil la scari mai mari. Reacțiile extrem de exoterme care ar fi în mod normal potențial periculoase sau dăunătoare echipamentelor pot fi efectuate în siguranță; orice căldură generată se disipează rapid datorită volumelor mult mai mici de reactanți. O defecțiune într-o anumită parte a unei fabrici chimice tradiționale poate duce la eliberarea de cantități mari de substanțe chimice periculoase sau la oprirea completă a producției. În schimb, o instalație care constă dintr-o gamă largă de microreactoare nu ar fi afectată semnificativ de defecțiunea unei piese.
De obicei, microreactoarele funcționează cu un flux continuu de reactanți. Deși rata de ieșire a unui microreactor individual este evident foarte mică, poate fi totuși privită ca o fabrică minusculă. Există potențialul de a folosi un număr foarte mare de microreactoare produse în masă stivuite împreună pentru a furniza produse la o scară viabilă din punct de vedere economic și o serie de posibilități sunt investigate.
Utilizarea microreactoarelor în sinteza organică este un domeniu foarte promițător. Ele oferă amestecare rapidă a reactanților, timpi de reacție rapizi, randamente crescute și manipulare în siguranță a compușilor toxici și explozivi. Extinderea producției de la nivel de laborator la cel industrial nu implică nicio modificare a procedurilor pentru a obține randamente optime – ar fi pur și simplu o chestiune de adăugare a mai multor unități de microreactor.
O altă utilizare comercială potențială este în producția de biodiesel, o alternativă la combustibilii fosili. Metodele actuale de producție necesită ca principalele materii prime, uleiul vegetal și metanolul, să fie amestecate cu un catalizator și lăsate timp de câteva ore pentru a finaliza reacția. Într-un microreactor cu biodiesel, reacția este aproape imediată și, din nou, extinderea procesului pentru a produce cantități utile ar implica pur și simplu combinarea unui număr mare de microreactoare.
Există, totuși, o serie de probleme care trebuie depășite pentru a realiza o producție economică la scară largă de substanțe chimice folosind microreactoare. Unul dintre acestea este efectul de perete: reactanții și produsele tind să se lipească de pereții camerei de reacție. Acest lucru este în general nesemnificativ pentru fabricarea chimică tradițională folosind vase de reacție mari, dar la scară micro, o proporție semnificativă din randamentul potențial se poate pierde. O altă problemă este că este dificil să se efectueze reacții care implică solide, fie ca reactanți, fie ca produse, într-un microreactor, deoarece acestea tind să înfunde canalele.