2023年9月19日上午，以“碳循新工业、数聚新经济”为主题的第23届中国国际工业博览会在国家会展中心举办。上海交通大学组织25项重大创新成果以独立展厅的方式参展，项目涵盖了先进制造、新一代信息技术、人工智能、新材料、新能源、绿色环保、医疗设备等多个领域，凸显了高校作为人才和创新资源集中地的优势。本栏目深入了解了部分参展项目，旨在为读者带来深度展示和生动解读。

如何将反应时间长达10小时以上的釜式工艺快速转换为反应时间在30分钟以内的连续流工艺，如何将抗艾滋病的药物研制流程进一步缩短并提高反应效率，上海交通大学化学化工学院苏远海研究员团队设计了传递及反应性能优越的微反应器，结合先进控制技术及人工智能，构建了自动改变连续流反应操作参数的数字化微反应器系统。微反应技术首次出现于20世纪90年代，兼具设备小型化和过程集约化的特点，已发展成为重要的化工过程强化技术。与传统化工技术相比，微反应技术通过强化反应器的传递性能，提高反应（过程）效率和产品质量，保证化工过程的安全性，具有广阔的应用前景。苏远海团队将微反应技术结合自动化控制技术及人工智能（AI），能显著加快微反应器选型、催化体系筛选、工艺优化、过程放大等进程，节省大量的人力物力，是化学工程领域重要的交叉方向。

当前自动化控制的微反应器系统普遍是由国外跨国公司垄断的定型产品，价格十分昂贵，并存在功能单一、操作界面缺乏人性化等缺陷，障碍微反应技术在我国化工、制药、能源等领域的应用及工程化。在国家高层次人才计划青年项目、科技部重点研发计划课题、国家自然科学基金、上海市科委科研计划项目等的支持下，上海交通大学化学化工学院苏远海研究员团队设计的微反应器已形成自主核心知识产权，突破欧美发达国家对高端微反应器产品及系统的技术封锁。

数值化微反应器装备

核心微反应器创制，实现高端化学品连续高效的规模化合成

微反应技术为解决釜式光反应工艺中光照不均匀及过程效率低等问题提供了良好方案。然而，光源与微反应器间匹配问题鲜被重视，系统温控及稳定性差，障碍其工程化应用。温度-光强联动调控的连续流微反应器是由上海交通大学连续流反应器技术研究组自主研发，利用一体化成型工艺，突破构筑成本、加工方式的限制，实现多层次产能覆盖。首创了热化学/光化学反应模块耦合集成的新范式，实现了物质和能量的高效转化，在较短的反应时间内获得较高的反应选择性和产物收率；突破传统光反应工艺放大困难的技术瓶颈，远超市场现有光化学微反应器的操作通量；降低化学品合成的工艺成本，提高市场竞争力。例如，利用该类微反应器，实现了天然药物胡桃醌和阿斯利多、四环庚烷等多种高端化学品的连续高效规模化合成，由釜式反应时间10余小时缩短到连续流工艺的30分钟以内，产品收率明显得到提高（甚至高达99%），比能耗显著降低。

自动化控制辅以人工智能，实现微反应全流程控制策略自动设计

开发了国内首套以用户需求为导向的数字化微反应器系统，使用树莓派作为控制单元来实现对流体输送泵、光源、加热冷却循环器、接样器、分析仪器等设备的控制，利用计算机视觉技术及控制策略智能调度算法，实现反应参数的快速优化。率先建立了在线和离线分析相结合的策略，易于操作的人机交互界面囊括参数自动调节与自动接样功能，拓展了连续流合成技术的应用范畴。自主开发的微反应器模块可根据实际需求快速更换，突破了现有技术的操作通量限制，为多种高值化学品的高效、连续、规模化生产奠定基础。利用该数字化微反应器系统的拓展模块，快速实现微通道内多相流型的智能识别及分类、工艺优化、反应动力学建模等，提高了过程效率，明显缩短研发周期。

自动化取样系统

人机交互界面

产学研结合，助力中国化工制药产业升级

苏远海研究员团队在数字化微反应器系统研发期间，长期与上海、山东、江苏等地的化工、制药头部企业合作，推动多种高端化学品、药物连续合成的过程强化、放大及产业化应用。与上海迪赛诺医药集团合作攻关，共同开发了抗艾滋病药物多替拉韦、齐多夫定等的关键中间体高效连续微反应合成工艺及过程放大技术，产品收率由原有釜式工艺的74%（反应时间为38 小时）提高到微反应工艺的90%（反应时间为50分钟）。进一步成功构建了利用菱形微构件调控微通道流场的微反应制药原型机及吨级中试过程装备，解决原有釜式工艺所存在的副产物多、安全风险高、过程效率低等缺陷，以期实现微反应技术在抗艾滋病药物合成中的产业化应用，为推动我国化工制药产业升级做出贡献。

值班编辑：曹欣怡

责任编辑：江倩倩