Un microrreactor es un dispositivo a muy pequeña escala en el que pueden tener lugar reacciones químicas. Por lo general, mide menos de 2.54 cm de largo y ancho y quizás menos de un dieciseisavo de pulgada (1.56 mm) de grosor, aunque las dimensiones varían. Normalmente tendrá tubos de entrada y salida, con pequeños canales o cámaras en su interior, en los que tienen lugar las reacciones. Por lo general, los reactivos y el producto son fluidos, líquidos o gases, que pueden introducirse mediante bombas diminutas o electro-ósmosis. A partir de 2011, los microrreactores se utilizan solo con fines experimentales y de creación de prototipos, pero existe una perspectiva real de emplearlos en grandes cantidades para la producción en masa de productos químicos útiles.
El dispositivo se construye normalmente grabando canales diminutos en un material adecuado de manera similar a la fabricación de circuitos integrados. Pueden estar hechos de obleas de silicio, vidrio, metal o materiales cerámicos. Los canales no pueden ser más anchos que un cabello humano. El grabado se puede realizar mediante láser, descarga eléctrica o por medios químicos. A menudo, el microrreactor está hecho de dos placas grabadas intercaladas juntas.
Los microrreactores ofrecen algunas ventajas significativas sobre los medios más tradicionales y de mayor escala para llevar a cabo reacciones químicas. La alta relación superficie-volumen permite que las reacciones se desarrollen más rápidamente y, a menudo, a una temperatura más baja de lo que es posible a escalas mayores. Las reacciones altamente exotérmicas que normalmente serían potencialmente peligrosas o dañinas para el equipo pueden llevarse a cabo de forma segura; cualquier calor generado se disipa rápidamente debido a los volúmenes mucho más pequeños de reactivos. Una falla en alguna parte de una planta química tradicional podría resultar en la liberación de grandes cantidades de químicos peligrosos o interrumpir completamente la producción. Por el contrario, una planta que consta de una gran variedad de microrreactores no se vería afectada significativamente por la falla de una parte.
Por lo general, los microrreactores funcionan con un flujo continuo de reactivos. Aunque la tasa de producción de un microrreactor individual es obviamente muy pequeña, sin embargo, puede considerarse como una pequeña fábrica. Existe la posibilidad de emplear una gran cantidad de microrreactores producidos en masa apilados juntos para proporcionar productos a una escala económicamente viable, y se están investigando varias posibilidades.
El uso de microrreactores en síntesis orgánica es un área muy prometedora. Ofrecen una mezcla rápida de reactivos, tiempos de reacción rápidos, mayor rendimiento y manejo seguro de compuestos tóxicos y explosivos. El paso de la producción de laboratorio a nivel industrial no implica ningún cambio en los procedimientos para lograr rendimientos óptimos, simplemente sería cuestión de agregar más unidades de microrreactores.
Otro uso comercial potencial es en la producción de biodiesel, una alternativa a los combustibles fósiles. Los métodos de producción actuales requieren que las principales materias primas, aceite vegetal y metanol, se mezclen con un catalizador y se dejen durante varias horas para completar la reacción. En un microrreactor de biodiesel, la reacción es casi inmediata y, nuevamente, escalar el proceso para producir cantidades útiles simplemente implicaría combinar una gran cantidad de microrreactores.
Sin embargo, hay una serie de problemas que deben superarse para lograr una producción económica a gran escala de productos químicos utilizando microrreactores. Uno de ellos es el efecto pared: los reactivos y productos tienden a adherirse a las paredes de la cámara de reacción. Esto es generalmente insignificante para la fabricación de productos químicos tradicionales que utilizan grandes recipientes de reacción, pero a microescala, se puede perder una proporción significativa del rendimiento potencial. Otro problema es que es difícil realizar reacciones que involucren sólidos, ya sea como reactivos o como productos, en un microrreactor ya que tienden a obstruir los canales.