本书对微流控技术近年来在相关领域的发展动态及典型实验案例进行了详细介绍，主要包括绪论、微流控技术基本特性及参数测定、微流控芯片设计与制备、微流控液滴的制备与混合、微流控技术制备微球、微流控技术制备纳米材料、微流控纺丝及纺丝化学、微流控技术制备先进材料、微流控反应合成精细化学品、微流控技术构筑2D和3D结构材料、微化工典型工业化装置等内容。充分体现“微尺寸、微流控、微结构”三微合一的化工未来发展理念。
本书主要可用作高等院校化工、安全及生物化工等专业的教材，以为师生从事相关领域科学研究工作提供重要参考；同时，本书可为微化工技术、新材料、生物化工、纳米材料、高分子材料等领域的技术人员提供理论与技术借鉴。

第一章　绪论 1
参考文献 5

第二章　微流控技术基本特性及参数测定 9
2.1　引言 9
2.2　微流控技术的基本特性 9
2.3　微流控技术的物理参数测定 10
2.3.1　无量纲参数测定 10
2.3.2　多相微流体的性能传递 11
2.3.3　微通道内流体特性 14
2.3.4　微反应器参数测定 15
2.4　实验案例 16
2.4.1　毛细管测表面张力实验 16
2.4.2　示踪法测流体流速 18
参考文献 19

第三章　微流控芯片设计与制备 21
3.1　引言 21
3.2　微流控芯片的种类 21
3.2.1　合成筛选芯片 22
3.2.2　检测分析芯片 23
3.2.3　器官芯片 25
3.3　微流控芯片的材料 26
3.3.1　无机材料 26
3.3.2　聚合物基材料 27
3.3.3　纸基材料 28
3.4　微流控芯片的加工方法 30
3.4.1　机械方法 30
3.4.2　能量辅助方法 31
3.4.3　微机电系统方法 33
3.5　实验案例 34
3.5.1　纸基微流控芯片 34
3.5.2　毛细管微流控芯片 36
参考文献 38

第四章　微流控液滴的制备与混合 41
4.1　引言 41
4.2　微液滴制备方法 42
4.2.1　微流控“主动法”生成液滴 43
4.2.2　微流控“被动法”生成液滴 45
4.2.3　微流体中复杂液滴的形成 47
4.3　液滴的混合 50
4.4　微液滴在不同领域的应用 52
4.4.1　微流控液滴技术应用于材料合成领域 52
4.4.2　微流控液滴技术应用于生物医学领域 53
4.5　小结与展望 56
4.6　实验案例 57
4.6.1　微流控单相液滴的制备 57
4.6.2　Janus 几何结构液滴的制备 59
参考文献 61

第五章　微流控技术制备微球 65
5.1　引言 65
5.2　微流控技术制备微球概述 66
5.2.1　微流控技术制备微球的基本原理 66
5.2.2　微流控技术制备微球的影响因素 67
5.2.3　微流控技术构筑形貌各异的微球 69
5.3　微球的应用 72
5.3.1　微球在显示领域的应用 73
5.3.2　微球在检测领域的应用 74
5.3.3　微球在药物释放和伤口愈合领域的应用 76
5.3.4　微球在细胞培养领域的应用 78
5.3.5　微球在化妆品领域的应用 79
5.4　小结与展望 80
5.5　实验案例 81
5.5.1　微流控制备光子晶体微球 81
5.5.2　微流控制备水凝胶微球 83
参考文献 85

第六章　微流控技术制备纳米材料 89
6.1　引言 89
6.2　微流控技术制备纳米材料概述 89
6.2.1　微反应器内流体流动特征 90
6.2.2　微反应器内混合传质过程 91
6.2.3　微反应器类型 91
6.3　基于微流控技术制备无机纳米材料 92
6.3.1　纳米碳酸钙 92
6.3.2　纳米硅材料 93
6.4　基于微流控技术制备量子点 94
6.4.1　液滴微流控法制备量子点 95
6.4.2　微流控纺丝化学法原位制备高稳定性量子点 96
6.4.3　磁热微流控法快速连续制备量子点 97
6.5　基于微流控技术制备多功能纳米杂化材料 99
6.5.1　纳-微结构的量子点杂化材料 100
6.5.2　纳-微复合结构金属纳米粒子修饰的杂化材料 100
6.6　微流控技术制备面向生物医学应用的纳米材料 103
6.6.1　面向癌症诊断的纳米材料 103
6.6.2　面向药物负载的纳米材料 104
6.7　小结与展望 105
6.8　实验案例 107
6.8.1　纺丝化学法一步制备钙钛矿纳米晶纤维膜 107
6.8.2　微流控法制备纳米碳酸钙 109
6.8.3　微流控法制备碳点 111
参考文献 113

第七章　微流控纺丝及纺丝化学 117
7.1　引言 117
7.2　微流控纺丝技术分类 118
7.2.1　微流控纺丝 118
7.2.2　微流控静电纺丝 118
7.2.3　微流控气喷纺丝 122
7.2.4　微流控3D 打印纺丝 123
7.2.5　微流控3D 直写打印 126
7.3　基于微流控纺丝技术构筑结构和功能可控的微/纳米纤维 126
7.3.1　基于微流控纺丝技术制备多样性微/纳米纤维材料及其固化方法 126
7.3.2　基于微流控纺丝技术设计微/纳米纤维结构 129
7.4　基于微流控纺丝技术对微/纳米纤维进行功能化改性 134
7.4.1　通过构筑不同单元结构实现微/纳米纤维的功能化 134
7.4.2　通过封装功能材料实现微/纳米纤维的功能化 135
7.4.3　通过纤维纺丝化学方法实现微/纳米纤维的功能化 136
7.4.4　基于微流控纺丝技术构建微/纳米纤维应用领域 139
7.5　小结与展望 142
7.6　实验案例 142
7.6.1　微流控纺丝 142
7.6.2　微流控静电纺丝 144
7.6.3　微流控湿法纺丝 146
7.6.4　微流控气喷纺丝 147
7.6.5　微流控静电-3D 打印纺丝技术 149
参考文献 151

第八章　微流控技术制备先进材料 159
8.1　引言 159
8.2　基于微流控反应制备先进材料 160
8.2.1　微流控组装构筑多维度凝胶材料 160
8.2.2　微流控反应制备光子带隙超材料 162
8.2.3　微流控反应制备金属-有机框架材料 165
8.2.4　微流控反应制备生物材料 167
8.2.5　微流控反应制备储能材料 168
8.2.6　微流控反应制备手性材料 171
8.2.7　微流控反应制备药物靶向材料 172
8.2.8　微流控反应制备高级催化材料 173
8.2.9　微流控反应制备先进有机荧光材料 177
8.3　小结和展望 178
8.4　实验案例 179
8.4.1　微流控技术制备光子带隙超材料 179
8.4.2　液滴微流控制备沸石咪唑酯骨架材料 180
参考文献 182

第九章　微流控反应合成精细化学品 189
9.1　引言 189
9.2　微流控技术应用于硝化反应 189
9.2.1　芳香化合物的硝化 190
9.2.2　杂环化合物的硝化 191
9.2.3　微流控用于硝化的局限性以及在放大生产中的适用性 192
9.3　微流控技术应用于氧化反应 193
9.3.1　烷烃的氧化 193
9.3.2　烯烃的氧化 194
9.3.3　醇的氧化 195
9.3.4　醛、酮的氧化 196
9.3.5　微流控用于氧化反应的局限性以及在放大生产中的适用性 196
9.4　微流控技术应用于氢化反应 197
9.4.1　烯烃的氢化 197
9.4.2　炔烃的氢化 198
9.4.3　醛、酮的氢化 198
9.4.4　硝基的氢化 198
9.4.5　微流控用于氢化反应的局限性以及在放大生产中的适用性 199
9.5　微流控技术应用于酯化反应 200
9.6　微流控技术应用于其他反应类型 201
9.7　微流控技术合成精细化学品典型设备和种类介绍 203
9.8　工业化装置案例 204
9.9　总结与展望 205
9.10　实验案例——连续流微流控反应器中邻甲基环己基醋酸酯的合成 206
参考文献 209

第十章　微流控技术构筑2D 和3D 结构材料 213
10.1　引言 213
10.2　传统打印技术原理及局限性 214
10.2.1　挤出打印 214
10.2.2　喷墨打印 214
10.2.3　立体光刻 214
10.2.4　选择性激光烧结 215
10.3　微流控打印技术原理及固化方式 215
10.3.1　微流控打印技术原理 215
10.3.2　微流控打印固化方式 216
10.4　微流控打印技术的应用 220
10.4.1　基于微流控技术构筑2D 图案 220
10.4.2　基于微流控技术构筑3D 结构材料 224
10.5　小结与展望 230
10.6　实验案例 231
10.6.1　基于微流控3D 打印技术构筑2D 图案 231
10.6.2　微流控3D 打印凝胶耳朵 232
参考文献 235

第十一章　微化工典型工业化装置 239
11.1　引言 239
11.2　微化工反应器 239
11.2.1　工业微化工反应器概述 239
11.2.2　工业微化工反应器的优势 240
11.2.3　工业微化工反应器的类型 240
11.2.4　微化工反应器的工业化案例 241
11.3　微精馏装置 241
11.4　微化工典型工艺流程及应用案例 242
11.4.1　微化工典型工艺设计 242
11.4.2　微化工典型装置及应用案例 243
11.5　微化工工业化的挑战与展望 245
参考文献 246