02.10.2026

Ученые РХТУ опубликовали обзорную статью о керамических микрореакторах в международном журнале

Коллектив ученых кафедр химии и технологии биомедицинских материалов и химической технологии керамики и огнеупоров РХТУ им. Д.И. Менделеева опубликовал обзорную статью «Ceramic-based microfluidic and mesoscale reactor systems: applications and perspectives» в международном научном журнале Results in Engineering издательства Elsevier. Импакт-фактор журнала составляет 9,4.

Авторами работы стали Максим Ощепков, Николай Макаров, Валерий Анисимов, Инна Соловьева, Алена Мыльникова и Роман Якушин из РХТУ, а также Александр Ощепков — представитель Martin Luther University Halle-Wittenberg и Max Planck Institute for the Science of Light.

Работа находится на стыке двух научных направлений РХТУ — химии и технологии получения биологически активных веществ и разработки керамических материалов и технологий — и посвящена перспективам применения керамических микрофлюидных систем и микрореакторов. В статье систематизированы современные подходы к созданию керамических микрофлюидных систем и реакторов мезомасштаба, в которых химические и физические процессы протекают в каналах микро- и миллиметрового размера. Такие системы позволяют интенсифицировать тепло- и массообмен и сокращать продолжительность химических превращений с часов до минут и секунд.

Авторы уделили особое внимание преимуществам керамики по сравнению с традиционными полимерными материалами, такими как полидиметилсилоксан (PDMS). Керамические материалы отличаются высокой термической и химической устойчивостью, механической прочностью, инертностью и способностью работать при высоких температурах и давлениях.

Основные направления и технологии, рассмотренные в работе:

Многоуровневая керамическая технология (LTCC), высокотемпературная керамика (HTCC), алюмооксидная и стабилизированная диоксидом циркония керамика, а также современные методы аддитивного производства.
Применение в производстве водорода, химическом синтезе, производстве наноматериалов, каталитических и плазмохимических процессах, создании сенсоров, биореакторов, organ-on-a-chip систем, а также в микроракетных двигателях и космической технике (отдельные керамические микродвигатели выдерживали температуры свыше 1700 градусов Цельсия и давление до 8 атмосфер).
Микрофлюидный синтез наноматериалов: например, керамический микрореактор на основе LTCC позволил сократить время синтеза золотых наночастиц с 30 минут до 1,5 минуты.

В исследовании также рассматриваются перспективы объединения микрофлюидики с искусственным интеллектом, цифровым проектированием и аддитивными технологиями. По мнению авторов, дальнейшее развитие керамической микрофлюидики будет связано с переходом от отдельных лабораторных прототипов к масштабируемым модульным системам (numbering-up), хотя на пути к промышленному внедрению предстоит решить ряд технических задач, включая вопросы усадки материалов при спекании и долговременной надежности устройств.

«Перспективность керамических микрореакторов определяется сочетанием химической и термической устойчивости керамики с возможностями современной микрофлюидики, аддитивного производства и цифровых технологий. Это создает предпосылки для разработки нового поколения компактных и высокопроизводительных реакторных систем, способных работать в условиях, недоступных традиционным полимерным платформам», — отмечают авторы исследования.

Статья опубликована в открытом доступе в журнале Results in Engineering (Elsevier, 2026, Vol. 32, Article 112016). DOI: 10.1016/j.rineng.2026.112016.