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TWI701075B - 奈米粒子的製造方法 - Google Patents

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TWI701075B
TWI701075B TW105116630A TW105116630A TWI701075B TW I701075 B TWI701075 B TW I701075B TW 105116630 A TW105116630 A TW 105116630A TW 105116630 A TW105116630 A TW 105116630A TW I701075 B TWI701075 B TW I701075B
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丹尼爾 彼得森
派翠克 麥可 哈本
大衛 巴西克
瑞秋 德瑞林格
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日商昭榮化學工業股份有限公司
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Abstract

本發明實施形態涉及之流體分割裝置，具備：流通第1流體之第1導管；及流通相對於前述第1流體為不混溶性的第2流體之第2導管，該流體分割裝置之特徵為，前述流體分割裝置的第2導管包含：連接有前述第1導管且被導入前述第1流體之交叉區域；及位在比前述交叉區域還下游的第1區域，前述第2導管的前述交叉區域之垂直於前述第2流體的流通方向的面之剖面積係小於前述第2導管的前述第1區域之在垂直於前述第2流體的流通方向的面之剖面積。

Description

奈米粒子的製造方法
本發明係有關流體分割裝置、流體混合分割裝置、連續流反應系統及奈米粒子的製造方法。更詳言之，係有關可製造奈米結晶材料、奈米微結晶、奈米結晶、量子點及量子點材料等之奈米粒子的流體分割裝置、流體混合分割裝置、連續流反應系統及奈米粒子的製造方法。
用以化學合成的連續流處理雖含有較高的處理能力，但不受此所限，針對批次處理有各種優點。連續流反應系統可含有一或複數個反應區，例如控制溫度區、控制照射區、朝向觸媒的控制曝露區等。就動態控制的處理而言，在反應區內的時間是決定反應進行度。此參數稱為「滯留時間」。連續流處理中的實際問題為，只要流通於導管的反應物種是一定流量時就會呈現壁垂直方向之速度分布。其結果，滯留時間對所給予的流量並非均一而會追隨不均一的分布。依據反應物種之不定的滯留時間，可能產生具有不定之化學組成及/或物理的特性(例如粒徑、形態等)之動態控制的生成物而有其 生成物不理想的情形。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：美國專利第6,179,912號說明書
專利文獻2：美國專利第6,322,901號說明書
專利文獻3：美國專利第6,833,019號說明書
專利文獻4：美國專利第8,101,021號說明書
專利文獻5：美國專利第8,420,155號說明書
專利文獻6：美國專利申請公開第2012/0315391號說明書
專利文獻7：美國專利申請公開第2014/0264171號說明書
專利文獻8：日本特開2006-188666號公報
如上述，以一定流量流通於導管的反應物種係呈現在壁垂直方向之不均一的速度分布。其結果，滯留時間相對於所給予的流量並非均一，隨著分布，可能產生具有不定之化學組成及/或物理的特性(例如粒徑、形態等)之動態控制的生成物。關於此問題的對策之一為，生成在連續流反應系統內通過一或複數個反應區的1個反應物或複數反應物的不混溶性二相分割流。美國專利第8,101,021號說明書揭示一種使用將含有反應物的液體和氣體在流路中交互輸送之區段流動法的奈米結晶的 製造方法。此手法中，流動之反應物的區段是藉由不混溶性且非反應性的流體之中介區段而分離。反應物被關入較短的流動區段，於反應區呈現更窄的滯留時間分布，其結果，可獲得更均一分布之動態控制的生成物。
然而，利用化學合成的分割流手法係因為至少2個理由而可能增加成本。第1、不可回收的非反應性流體之連續供給可能增加處理費用。第2、若非如此，非反應性流體則可能使用在製作生成物而佔用連續流反應系統之容積。
因此，本說明書將揭示有關利用有助於緩和此等問題的方法之分割反應物流的生成之例子。
又，就分割流手法而言，會產生流動的反應混合物之連續的化學分析、例如程序控制用的自動回饋、或有關品質保證的課題。特別是，非反應性流體的中介區段可能損壞測光分析的忠實性。因此，本說明書將揭示有關在促進緩和此種問題的分割流系統內之化學種的效率分析之例子。
揭示一種有關有效率地分割在連續流反應系統內之流體的例子。本揭示的一態樣係採用以下的構成。
(1)一種流體分割裝置，具備：流通第1流體之第1導管；及流通對前述第1流體為不混溶性的第2流體之第2導管，該流體分割裝置之特徵為，前述流體分割裝置的第2導管包含：連接有前述第1導管且被導入前述第1流體之交叉區域；及位在比前述交叉區域還下游的第1區域， 前述第2導管的前述交叉區域之垂直於前述第2流體的流通方向的面之剖面積係小於前述第2導管的前述第1區域之垂直於前述第2流體的流通方向的面之剖面積。
(2)如上述(1)之流體分割裝置，其特徵為前述第1流體係氣體，前述第2流體係液體。
(3)如上述(1)或(2)之流體分割裝置，其特徵為前述第2導管更具備擴張區域，該擴張區域在前述交叉區域與前述第1區域之間的位置，沿著前述第2流體的流通方向連續地擴張。
(4)如上述(3)之流體分割裝置，其特徵為前述第2導管更具備一定寬度部分，該一定寬度部分在前述交叉區域與前述擴張區域之間具有和前述交叉區域大致相等的內徑。
(5)如上述(1)至(4)中任一項之流體分割裝置，其中前述第1導管更具備計量台，該計量台依據前述第2流體的流量，控制往交叉區域內導入之第1流體的量。
(6)一種流體混合分割裝置，係具備上述(1)之流體分割裝置及混合複數流體之混合構造的流體混合分割裝置，其特徵為前述混合構造係將混合前述複數流體所得之混合物作為前述第2流體導入前述流體分割裝置的前述第2導管。
(7)如上述(6)之流體混合分割裝置，其特徵為前述混合構造是含有將前述混合物均質化之均質化構造。
(8)如上述(6)或(7)之流體混合分割裝置，其特徵為前述混合構造與前述流體分割裝置形成一體。
(9)一種連續流反應系統，包含：上述(1)之流體分割裝置及具備在前述第2流體的前述第1區域的更下游連結於前述第2導管之使前述第2流體反應的處理裝置之反應處理裝置。
(10)如上述(9)之連續流反應系統，其中在比前述第2導管的前述交叉區域還下游的位置具備導管支撐物，該導管支撐物含有上游導管充填感測器、分析感測器、及位在前述上游導管感測器和前述分析感測器間之位置的下游導管充填感測器，前述導管支撐物建構成：前述上游導管充填感測器配置於前述第2流體之流通方向的上游側，前述分析感測器配置在前述第2流體之流通方向的下游側。
(11)如上述(9)或(10)之連續流反應系統，其中前述反應處理裝置與前述流體分割裝置的交叉區域被熱絕緣。
(12)一種奈米粒子的製造方法，包含：準備上述(9)至(11)中任一項之連續流反應系統，使前述第2流體在前述反應處理裝置激發及/或活化。
(13)一種奈米粒子的製造方法，包含：將第1流體導入供與前述第1流體不混溶性的第2流體流通的導管內而形成由前述第1流體所成之藉由中介區段(segment)所分離之第2流體的分割流，並將前述分割流朝前述第2流體之流通方向的下游送出之步驟；藉由使前述送出之分割流通過以在垂直於前述導管的前述流通方向的面之剖面積會擴大的方式建構之前述導管的擴張區域，以縮短前述分割流的前述中介區段在前述流通方 向中的長度之步驟；及將前述中介區段被縮短之分割流導入於建構在通過備有使前述第2流體反應的處理裝置的反應處理裝置內的位置之前述導管中，使前述分割流的第2流體在前述導管內激發及/或活化之步驟。
上述的概要並非用以特定重要的特徵或本質的特徵，係為了將本揭示的選擇部分以簡化的形式作介紹而提供。由申請專利範圍所定義之專利請求的主題並不受本概要之內容所限定，亦不受針對本說明書所指摘之問題或缺點作處理的實施形態所限定。
依據本發明，可提供非反應性流體的使用量少且形成良好的流動區段之流體分割裝置、流體混合分割裝置、連續流反應系統及奈米粒子的製造方法。
又，依據本發明之奈米粒子的製造方法，可獲得更均一分布之動態控制的生成物。
10:連續流反應系統
12A:第1流體源
12B:第2流體源
12C:第3流體源
14:流體混合分割裝置
16:反應處理裝置
18:激發活化台
20:培育台
22:回收台
24:分析裝置
26:程序控制器
28:殼形成台
30:混合構造
32:流體分割裝置
34:第1導管
36:第2導管
38:交叉區域
40:計量台
42:噴嘴
44:T字型的連結器
46:均質化構造
48:狹窄區域
50:擴張區域
52:一定寬度部分
54:導管充填感測器
60:箍部
62:上游導管充填感測器
64:第2導管的第1部分
66:下游導管充填感測器
68:第2導管的第2部分
70:分析感測器
72:第2導管的第3部分
74:光檢測器
76:光源
78:發光感測器
80:激發源
82:衰減感測器
84:光源
86:光纖射束分離器
90:處理流程
X:第2流體的流動方向
[圖1]概略表示使用反應物的分割流之連續流反應系統的態樣的一例。
[圖2]表示流體混合分割裝置的態樣的一例。
[圖3]表示連續流反應系統用的分析裝置的態樣的一例。
[圖4]表示連續流反應系統內用以控制分析資料的取得之時序的處理流程態樣的一例。
〔第1實施形態〕
圖1表示提供比不分割的情況還窄的滯留時間分布，使用分割反應物流的連續流反應系統10的態樣的一例。連續流反應系統包含複數流體源12，例如第1流體源12A、第2流體源12B及第3流體源12C。流體源12亦可含有例如壓縮氣缸、泵及/或液體槽。連續流反應系統又包含流體混合分割裝置14及配置在流體混合分割裝置之流體的下游的至少1個以上的處理裝置(在圖1所示者中的、激發活化台18、培育台20、回收台22、分析裝置24、殼形成台28)所構成之反應處理裝置16。反應處理裝置係各個處理裝置的總稱，在其他實施態樣中，所示的處理裝置以外之適當數量的處理裝置亦可配置在流體混合分割裝置的下游。
圖1的連續流反應系統在包含奈米粒子之合成在內的多種化學合成當中任一者中都可使用。奈米粒子係以奈米結晶材料、奈米微結晶、奈米結晶、量子點及量子點材料分類、製造而使用於廣範圍的用途。例如，金屬或其化合物的奈米粒子能使用在可形成配線或電極等之導電性墨水或導電性接著劑等之製造上。或半導體奈米微結晶係於狹窄範圍的波長放出可視光，可使用在發光二極體(LED)及LED矩陣的製造。用以製作奈米結晶量子點材料之材料及步驟之非限定的例子被記載於美國專利第6,179,912號說明書(專利文獻1)、同第6,322,901號說明書(專利文獻2)、同第6,833,019號說明書(專利文獻3)、同第8,101,021號說明書(專利文獻4)及同第 8,420,155號說明書(專利文獻5)、美國專利申請公開第2012/0315391號說明書(專利文獻6)及同第2014/0264171號說明書(專利文獻7)、以及特開2006-188666號公報(專利文獻8)。此處此等揭示的每一者係透過參照而沿用在本說明書中。
連續流反應系統10係包含通過反應處理裝置16的第2導管36之流路。流體混合分割裝置14中，計量適當的前驅物種，一起混合，然後往流路運送，在那被插入不混溶性非反應性流體而提供混合物的分割流(參照以下)。在幾個例子中，前驅物亦可含有還元劑及一或複數陽離子前驅物。其他例子中，前驅物亦可含有一或複數陰離子前驅物及一或複數陽離子前驅物。
從流體混合分割裝置14被分割之反應混合物及不混溶性流體係朝反應處理裝置16送出。反應處理裝置16包含激發活化台18，此處混合物係被急速激發。此激發係亦可使用微波源，例如單模態、多模態或多個可變頻率的微波源等之能量源，或加熱器、爐等之加熱手段。此處，前驅物係急速且均一地形成核。接著，已成核之前驅物的流進入培育台20，於是，既成核的前驅物之成長係因熱源而被促進。其步驟係在回收台22被急速冷卻，在回收台22中，所產生的奈米粒子從不混溶性非反應性流體分離。在其他實施態樣中，由於成核及成長可在相同反應台發生，故亦可省略激發活化台18。在其他實施形態中，反應處理裝置16係包含在激發活化台18之前及/或之後進行預備加熱等之其他步驟。
圖1的例子中，分析裝置24配置於回收台22之流體的上游。分析裝置中，亦可進行試驗從培育台出來的奈米粒子之一或複數個物理特性之分析。在幾個例子中，分析裝置亦可與流體源12及和反應處理裝置16之各種輸入進行動作連結之程序控制器26通信。那樣的輸入亦可含有在激發活化台18的能量束、在培育台20的加熱、及通過系統之整體而配置之各種的流量控制構成零件。為了對奈米粒子的尺寸、組成或其他特性自動地進行最佳化或微調整，亦可使用依據所分析之1個特性或複數個特性之閉迴路回饋。
如圖1所示，為了使一或複數殼層可形成於各奈米粒子上，亦可在回收台22的下游配置殼形成台28。在幾個例子中，殼形成台28例如亦可含有殼形成台A、殼形成台B等依序配置之2個以上的台。
圖2係更詳細地表示流體混合分割裝置14之例子的態樣。流體混合分割裝置係包含配置在流體分割裝置32之流體的上游之混合構造30。流體分割裝置32包含第1導管34、及在交叉區域38內和第1導管34交叉之第2導管36。用語「導管」在本說明書中是指流體導管、亦即液體及/或氣體的導管。導管係因應於其中所流通之流體的物理化學特性而可含有玻璃、陶瓷、金屬及/或塑膠。但可由不受此等所限定之任意適當的材料所構成。在幾個例子中，導管可以是從導管材料的塊進行機械加工、蝕刻、或微細加工。
接著在圖2中，建構成：第1導管34係流通第1 流體A，在交叉區域38將第1流體導入第2導管36。第1流體A由液體或氣體所構成。第1導管係含有建構成控制在交叉區域內通過之第1流體A的量之計量台40。計量台係亦可含有任意形態之可作動的閥，例如電子閥或壓力作動閥。圖2的例子中，第1導管係在噴嘴42終止，噴嘴42以第1流體A可導入第2導管內的方式貫通第2導管。
混合構造30係在交叉區域38的上游連結於第2導管36。混合構造係建構成：流通第2流體及第3流體B及C，使第2流體及第3流體的混合物流通第2導管並朝交叉區域內放出。混合物係在第2導管36中往圖中X所示之箭頭方向流動，在通過交叉區域38後，以含有第1流體A的分割流朝向位於流體混合分割裝置14的下游之反應處理裝置16被送出。
此處所考量的例子中，第2流體及第3流體當中的任一方或雙方係亦可為液體，即純粹的液體、或一或複數固體、液體或氣體溶解於液體中之溶液、或固體粒子或不混溶性液體或氣體區域懸浮於液體中之分散液。藉由混合第2流體及第3流體所形成之混合物也可以又是液體。第1流體，例如亦可為被壓縮及/或精製之氣體，即空氣、二氧化碳、氮、氬或氦。例如亦可藉由將來自已施加壓力的槽等之氣體源的氣體，藉壓力控制器控制壓力，藉質流控制器控制流量，而將第1流體供給於第1導管34。以下，例示在無特別記載時，第1流體是氣體，混合物是液體的情況。於此情況，氣體可以是對液體難溶性，且/或亦可作成在液體中飽和。如此亦可第1流 體與混合物處在彼此是不混溶性的關係。在與奈米粒子合成有關的非限定的一例子中，第2流體亦可為陽離子前驅物化合物的溶液，第3流體亦可為還元劑的溶液。第1流體係以被精製的氮、氬或氦為宜。建構成：藉由第1流體朝向第2流體及第3流體的混合物之交叉的流動，第2導管係導引藉第1流體的中介區段而分離的混合物之一連續的流動區段從交叉區域38遠離。例如，以充滿交叉區域38的方式形成由第1流體構成的中介區段，使其藉第2流體之流動而從交叉區域38移往下游。藉由反覆此等，亦可將藉由中介區段分離的第2流體之分割流從交叉區域38導往其下游的位置。
在所示的例子中，混合構造30包含第2流體及第3流體從沿著相同軸對向的方向接近於第2導管36的T字型的連結器44。其他例子中，第2流體及第3流體亦可為以某個角度接近。圖2的混合構造係含有用以提高第2流體及第3流體的混合物之均質化的任意選擇之均質化構造46。均質化構造46，例如亦可含有形成於T字型的連結器44的下游的位置的第2導管之內壁的凸部。藉由使第2流體及第3流體的混合物之流動依此凸部而變化，可提升在第2流體及第3流體的混合物之流內的均質性。
均質化構造46係以含有流動反轉構造者特佳。流動反轉構造係配置於T字型的連結器44的下游，包含分離部與合流部(皆未圖示)之組合。在T字型的連結器44可獲得之第2流體及第3流體的混合物係在流路的徑向具有濃度分布。此混合物係於分離部被分離成複數個流後 ，經過各個流路而在合流部合流。前述各個流路係以含有建構成分離的各個流當中相互濃度大不相同的部分彼此會在合流部相互接觸的折返構造者為宜。流動反轉構造具有此種構成，因而可將均質性高的混合物導入交叉區域38。流動反轉構造所含的分離部與合流部之組合不限為1個，亦可為複數，特別是以具備3至5範圍內的數量左右者為宜。如此，藉由混合構造30含有均質化構造46，可讓在交叉區域38中形成之由第2流體及第3流體的混合物構成的各個區段間之濃度差更小。
在幾個例子中，第2導管36係至少在混合構造30和交叉區域38之間的區間，以於其內壁不存在接縫的方式形成。其他例子中，第1導管34、第2導管36及混合構造30亦可由相同的模型進行機械加工。如此將混合構造30與第2導管一體形成，可有助於減少位在交叉區域38的上游之混合物的滯留時間及滯留時間分布。如此，可更充分地實現分割流的上述優點。其他例子中，混合構造30亦可省略或與流體分割裝置32分開設置。
流體分割裝置32的第2導管36包含：連接有第1導管34且被導入第1流體之交叉區域38；及位在比交叉區域38還下游的第1區域。如圖2所示，流體分割裝置32的第2導管36在交叉區域38內更窄，在交叉區域外更寬。此處，窄/寬係表示由垂直於第2流體的流動方向的面之導管內徑所定義的剖面積之大小。特別是，第2導管包含位在通過第2導管之流動方向的交叉區域的上游之狹窄區域48。第2導管又包含在交叉區域38與前述第1區域之 間的位置沿著第2流體之流通方向連續地擴張的擴張區域50。而且，第2導管36的交叉區域38之垂直於第2流體的流通方向的面之剖面積係比第2導管36的前述第1區域之垂直於第2流體的流通方向的面之剖面積還小。
在幾個例子中，狹窄區域48及擴張區域50各自為，剖面積以通過第2導管36的距離函數連續地變化的區域。換言之，第2導管的各剖面亦可以是沿著狹窄區域48及/或擴張區域50在幾何形狀上呈相同者。特別是藉此特徵，第2導管係可實質地導引從交叉區域38通過擴張區域50之層流的區段。如此形成的區段係呈現被提升的分離狀態，又能穩定地維持分離狀態。其他例子中，狹窄區域及擴張區域係可階段地及/或在個別的區段改變寬度，或亦可具有任意的其他適當構造。
圖2的例子中，第2導管36含有和交叉區域38鄰接之實質的一定寬度部分52。第2導管的一定寬度部分係亦可為管狀、即圓筒狀。在其他實施態樣中，一定寬度部分亦可具有矩形剖面、或任意的其他適當的剖面。亦可藉由任意選擇使導管充填感測器54連結於一定寬度部分52。導管充填感測器亦可為反應是否導管的相關位置被氣體(亦即第1流體A)充滿、或被液體(亦即第2流體B、或第2流體及第3流體的混合物B+C)充滿之任意的感測器。在幾個例子中，來自於導管充填感測器的電子輸出亦可為了控制流通於交叉區域內的第1流體的量而回饋到計量台40。本例及其他例子中，例如為維持相對於第2流體的流量之第1流體之所期望的流量，亦可依據通過第 2導管之第2流體的純流量，進一步計量第1流體的流。另外在其他例子中，第1流體的流亦能以第1流體的氣泡將交叉區域過量地充滿(例如，徹底過量地充滿或剛好過量地充滿)的方式計量。在此等例子及其他例子中，亦可建構成：程序控制器26從導管充填感測器54(特別是感知零件)接收輸出，控制計量台40(特別是作動程序控制器)的開閉。
流體分割裝置32的構成係可賦予連續流反應系統10很多的優點。潛在的優點之一為，第1流體A係在剖面較小的第2導管36的區域內被導入於流動的混合物B+C。藉此動作，可在一定寬度部分52內確實地產生第1流體的較長的氣泡，氣泡的長度係與朝向交叉區域38內的第1流體之流量及各種的接觸力相依存。被完全地形成之氣泡為，當流過擴張區域50時，因為會充滿位在擴張區域的下游之更大剖面的第2導管，故而與導管之接觸力變短。比起因第1流體直接導入第2導管的全寬部分而可產生的氣泡還小的氣泡，係無關乎其長度短的情況而維持流動的混合物之鄰接的區段間之分離。此效果的優點之一為，將第1流體的中介區段在朝下游的反應處理裝置16送出之時點可作成更短。此乃意味著對於所給予的體積之反應混合物，維持分割所需的第1流體較少。在處理能力高的狀況中，此特徵為，即便第1流體是較為廉價仍可潛在地帶來明顯的成本降低。然而依狀況而異，可理解第1流體因為可含有被精製的氮、二氧化碳、氬或氦，故而成為較高價之情況。此等氣體亦可使用在為了提供 用以保護可氧化的反應物、生成物或中間體而減低氧的環境上。在那樣的狀況下，可以想像依揭示的例子所帶來的優點特別有利。
削減第1流體之消耗的其他優點為，適用於第1流體放出到環境中並不理想(例如，可能依適用法令而被限制放出)的狀況。縮短第1流體的中介區段的進一步的優點為，如此反應混合物能更完全地充滿反應系統，藉此，整體的處理能力提高。另外其他的優點可由圖2所示的例子所實現，來自導管充填感測器54的同饋係為了控制計量朝向交叉區域之第1流體而使用。由於第1流體會被導入第2導管36的狹窄區域，故在其導入時點之第1流體的氣泡係相對於其體積來得長。藉此，能用已提升的精度來計量第1流體。
本實施形態中之流體分割裝置，具備：流通第1流體之第1導管；及流通對前述第1流體不混溶性的第2流體之第2導管，該流體分割裝置之特徵為，前述流體分割裝置的第2導管包含：連接有前述第1導管且被導入前述第1流體之交叉區域；及位在比前述交叉區域還下游的第1區域，前述第2導管的前述交叉區域之垂直於前述第2流體的流通方向的面之剖面積係小於前述第2導管的前述第1區域之垂直於前述第2流體的流通方向的面之剖面積。
第2導管36在T字型的連結器44與狹窄區域48之間的區間中，以其內徑是1/16吋以上者為宜。又，在此區間中，以其內徑係1吋以下者為宜，1/4吋以下者較 佳，1/8吋以下者更佳。此外，為了容易理解，此處將第1導管及第2導管記載成圓筒狀，亦即導管的剖面形狀設為圓形。此等導管的剖面形狀係亦可為矩形等而未必是圓形。在剖面形狀非圓形的情況，亦能將剖面積與其形狀相等的圓形之內徑視為其形狀的內徑。以下，若無特別記載則設為相同。
比交叉區域38還上游側之一定寬度部分52的管之內徑，係以在T字型的連結器44與狹窄區域48之間的區間中之第2導管36的內徑之約1/2倍者為宜，例如，在T字型的連結器44與狹窄區域48之間的區間中之第2導管36的內徑是1/8吋的情況，以1/16吋左右者為宜。又，藉由上游側的一定寬度部分52的長度設為其部分的管之內徑的3倍以上可形成微小層流的區段。又，上游側的一定寬度部分52的長度以設為其部分的管之內徑的5倍以下者較佳。
交叉區域38的管之內徑係以0.01吋至1/8吋者為宜，0.02吋至1/16吋者較佳。交叉區域38的管之內徑與比交叉區域38還上游側之一定寬度部分52的管之內徑及下游側的一定寬度部分52的管之內徑係同程度者特佳。此處，同程度係意味著上游側及下游側的一定寬度部分52的管之內徑皆是處在交叉區域38的管之內徑的0.8倍以上且1.2倍以下的範圍內。又，交叉區域38的剖面積係以比在擴張區域50還下游的第1區域中之第2導管36的剖面積的1/8倍至1/1.5倍者為宜，1/4倍至1/2倍者較佳。藉由此種構成，可將第1流體的中介區段在朝比擴張區域 50還下游送出的時點作成更短。
第1導管34的剖面積可為與交叉區域38的剖面積同程度，或第1導管34的剖面積較大者亦可。例如，交叉區域38的剖面積係以第1導管34的剖面積的1/8倍至1借者為宜，1/4倍至1倍者較佳。由於交叉區域38的剖面積小，可使形成區段前的第1流體更穩定。第1導管34的內徑係以1/16吋以下者為宜。
比交叉區域38還下游側之一定寬度部分52的管之內徑，係以在T字型的連結器44與狹窄區域48之間的區間中之第2導管36的內徑的約1/2倍者為宜，例如，1/16吋左右者為宜。又，下游側的一定寬度部分52的長度係藉由設為在其部分中的管的內徑之5倍以上者，形成小層流的區段，可使流動穩定。又，15倍以下者更佳。
擴張區域50包含線形的錐部，特別是將其錐角設為20°以下，藉此可持續形成穩定之層流的區段。上述錐角係設在15°至20°的範圍內更佳。特別是，藉由在朝反應處理裝置16導入之前，先將比交叉區域38還下游且位在流體分割裝置14內之位置的第2導管之內徑設為大於交叉區域38的管之內徑，可形成含有在被導入進行激發、活化、加熱等之處理的反應處理裝置16之時點被設成更短之中介區段且穩定化之分割流。
又，第2導管36係以在通過反應處理裝置16當中的任一個以上的處理裝置的位置含有交叉區域38的管之內徑的2倍以上的管之內徑的區域者為宜。藉此，在反應處理裝置16中可更有效率地反應及/或獲得更高生 產性。又，即便是需要長的反應時間之情況，亦可縮短反應處理裝置16中第2導管36的長度。又，在反應處理裝置16是含有所需反應時間較短的處理裝置(例如激發活化台18)與所需反應時間較長的處理裝置(例如培育台20)之情況，亦可將所需反應時間較長的處理裝置中之第2導管36的內徑設為比起所需反應時間較短的處理裝置中之第2導管36的內徑還大。
又，亦可將含有奈米粒子的成核及/或成長步驟的處理裝置中之第2導管36的內徑，設為比含有在此等步驟後的步驟(例如冷卻及/或回收)的處理裝置中之第2導管36的內徑還小。具體言之，在含有奈米粒子的成核步驟的處理裝置中之第2導管36具有第1內徑、含有已成核的奈米粒子的成長步驟的處理裝置內之第2導管36具有第2內徑、且含有在已成長的奈米粒子的流體之冷卻步驟的處理裝置內中之第2導管36具有第3內徑的情況，第1內徑亦可比第3內徑小，第2內徑亦可比第3內徑小，第1內徑亦可比第2內徑小，或亦可為此等的組合。藉此，可一邊維持反應效率、生產性，一邊抑制滯留時間之不均一的分布所致化學特性及/或物理組成之分布的擴大。
又，以將反應處理裝置16與交叉區域38熱絕緣者為宜。例如，反應處理裝置中之處理裝置與交叉區域38未一體形成，亦可各自為個別準備的分離構成。亦可反應處理裝置中和交叉區域38距離最近的處理裝置與交叉區域38之間具有既定距離。該既定距離並未特別限定，但以5吋以上為宜，10吋以上更佳。在反應處理裝置 16與交叉區域38之間具備斷熱構件者特佳。即便反應處理裝置16的任一個以上的處理裝置是含有伴隨著朝第2導管36加熱之能量輸入之情況，藉由對此等間進行熱絕緣達可無視依此加熱所致交叉區域38的溫度上升之程度，能使區段間之分離更受控制且穩定。特別在第1流體是氣體的情況，由於依溫度的體積變化之影響變大，故宜設為此種構成。
本發明實施形態涉及之奈米粒子的製造方法包含：將第1流體導入供與前述第1流體為不混溶性的第2流體流通的導管內而形成由前述第1流體所成之藉由中介區段所分離之第2流體的分割流，並將前述分割流朝前述第2流體之流通方向的下游送出之步驟；藉由使前述送出之分割流通過以在垂直於前述導管的前述流通方向的面之剖面積擴大的方式建構之前述導管的擴張區域，以縮短前述分割流的前述中介區段在前述流通方向的長度之步驟；及將前述中介區段被縮短之分割流導入於建構在通過備有使前述第2流體反應的處理裝置的反應處理裝置內的位置之前述導管中，使前述分割流的第2流體在前述導管內激發及/或活化之步驟。可適用本發明實施形態涉及之連續流反應系統來實施。
本發明不受限於就是上述實施形態那樣，可於實施階段在不悖離其要旨的範圍下將構成要素變形而具體化。又，藉由適宜組合上述實施形態所揭示之複數個構成要素，可形成各種發明。例如，亦可從實施形態所示的全部構成要素刪除幾個構成要素。再者，亦可適 宜組合遍及不同的實施形態的構成要素。此外，可在不悖離本發明之要旨的範圍下作各種變形並實施。
本發明第1實施形態亦包含以下態樣。
<1>一種流體分割裝置，包含交叉的第1導管及第2導管，前述第2導管在和前述第1導管交叉的交叉區域內更窄，在前述交叉區域外更寬，前述第1導管建構成流通第1流體，將前述第1流體導入前述交叉區域內的前述第2導管，前述第2導管建構成流通第2流體，導引藉前述第1流體的中介區段而分離的前述第2流體之一連續的流動區段從前述交叉區域遠離。
<2>如上述<1>之流體分割裝置，其中前述第1流體是氣體，前述第2流體是液體。
<3>如上述<1>或上述<2>之流體分割裝置，其中前述第2導管包含位在通過前述第2導管的流動方向之前述交叉區域的上游的狹窄區域。
<4>如上述<1>至上述<3>任一者之流體分割裝置，其中前述第2導管包含位在通過前述第2導管的流動方向之前述交叉區域的下游的擴張區域。
<5>如上述<4>之流體分割裝置，其中前述擴張區域是沿著通過前述第2導管的前述流動方向連續地擴張的區域。
<6>如上述<4>或上述<5>之流體分割裝置，其中前述第2導管建構成實質地導引從前述交叉區域通過前述擴張區域之層流。
<7>如上述<1>至上述<6>任一者之流體分割 裝置，其中前述第2導管具有沿著和前述交叉區域鄰接的部分之實質一定的寬度。
<8>如上述<7>之流體分割裝置，其中和前述交叉區域鄰接的前述部分是圓筒狀或矩形剖面。
<9>如上述<1>至上述<8>任一者之流體分割裝置，其中前述第1導管包含貫通前述第2導管的噴嘴。
<10>一種流體混合分割裝置，包含：交叉的第1導管及第2導管，前述第2導管在與前述第1導管交叉的交叉區域內更窄，在前述交叉區域外更寬；及構成成在前述交叉區域的上游連結於前述第2導管，且流通第2流體及第3流體，將前述第2流體及前述第3流體的混合物通過前述第2導管朝前述交叉區域內放出之混合構造，前述第1導管建構成流通第1流體，前述第2導管建構成導引藉前述第1流體的中介區段而分離的前述混合物之一連續的流動區段從前述交叉區域遠離。
<11>如上述<10>之流體混合分割裝置，其中前述第1導管、前述第2導管及混合構造是由相同的模型進行機械加工。
<12>如上述<10>或上述<12>之流體混合分割裝置，其中前述混合構造包含：前述第2流體及前述第3流體從沿著相同軸對向的方向接近於前述第2導管的T字型的連結器。
<13>如上述<10>至上述<12>任一者之流體混合分割裝置，其中前述混合構造含有流動反轉構造。
<14>一種連續流反應系統，包含：交叉的第1導管 及第2導管，前述第2導管在與前述第1導管交叉的交叉區域內更窄，在前述交叉區域外更寬，前述第1導管建構成流通第1流體，前述第2導管建構成流通第2流體，導引藉前述第1流體的中介區段而分離的前述第2流體之一連續的流動區段從前述交叉區域遠離；在前述交叉區域的上游連結於前述第2導管之混合裝置；及在前述交叉區域的下游連結於前述第2導管且具備至少1個處理裝置之反應處理裝置。
<15>如上述<14>之連續流反應系統，其中更包含用以控制通過前述交叉區域內之前述第1流體的量之計量台。
<16>如上述<14>或上述<15>之連續流反應系統，其中更包含導管充填感測器，其沿著與前述交叉區域鄰接之前述第2導管的一部份配置，該導管充填感測器提供用以計量前述第1流體之回饋。
<17>如上述<16>之連續流反應系統，其中前述第1流體的前述流是依據在前述第2導管流通的前述第2流體之流而計量。
<18>如上述<14>至上述<17>任一者之連續流反應系統，其中前述第1流體的前述流係以前述第1流體的氣泡將前述交叉區域過量地充滿的方式計量。
<19>如上述<14>至上述<18>任一者之連續流反應系統，其中前述反應處理裝置包含位在激發活化台之流體的下游之培育台。
<20>如上述<19>之連續流反應系統，其中前述 反應處理裝置包含位在前述培育台之流體的下游之殼形成台。
<21>一種奈米粒子的製造方法，包含：準備如上述<1>之流體分割裝置的步驟；及將藉前述第1流體的中介區段而分離的前述第2流體之一連續的流動區段，導入備有連結於前述第2導管之至少1個處理裝置的反應處理裝置之步驟。
<22>一種奈米粒子的製造方法，包含：將第1流體導入供與前述第1流體屬不混溶性之第2流體流通的導管內之步驟；及將被導入有前述第1流體的前述第2流體在前述導管內進行激發活化之步驟，該奈米粒子的製造方法之特徵為，在導入前述第1流體的位置之前述導管的剖面積，係小於在進行前述激發活化的位置之前述導管的剖面積。
<23>一種奈米粒子製造裝置，係具備建構成使流體可從上游往下游流通的導管之奈米粒子的製造裝置，其特徵為：前述導管具有將含有奈米粒子的前驅物之流體激發以進行奈米粒子的成核之第1區劃；及將含有前述第1區劃中成核之奈米粒子的流體急速冷卻之第2區劃，前述導管在前述第1區劃中之內徑比前述導管在前述第2區劃中之內徑還小。
〔第2實施形態〕
揭示有關分析連續流反應系統內的流體區段之例子。一例為提供一分析裝置，該分析裝置係連續流反應系統用的分析裝置，包含；導管支撐物，其建構成在連續 流反應系統的第2導管之至少部分的周圍延伸；上游導管充填感測器，其在建構成和導管的第1部分鄰接地定位的場所連結於導管支撐物；下游導管充填感測器，其在建構成和導管的第2部分鄰接地定位的場所連結於導管支撐物；及分析感測器，其在建構成和導管的第3部分鄰接地定位的場所連結於導管支撐物，且第2場所在分析物流動方向位於第1場所的下游且是第3場所的上游。
上述的概要並非用以特定重要的特徵或本質的特徵，係為了將本揭示的選擇部分以簡化的形式作介紹而提供。由申請專利範圍所定義之專利請求的主題並不受本概要之內容所限定，亦不受針對本說明書所指摘之問題或缺點作處理的實施形態所限定。
圖3係表示分析裝置24之實施形態的態樣之一例子。分析裝置24建構成可釋放地連結於反應系統10的第2導管36。如上述，第2導管可獲得藉由不混溶性非反應性流體(例如氣體)的中介區段而分離的分析物流體(例如，含有反應混合物或生成物之液體)之一連續流動的區段。圖面中係示出導管的直線部分，但依據本揭示的分析裝置不論是彎曲或帶有角度等，亦都可被連結於任意適當構成的導管。
分析裝置24包含作成護套(cuff)58形狀的導管支撐物。護套58建構成：兩端部開口且以作為分析裝置的至少一部份的裝置框體發揮機能，支撐第2導管36的至少部分的周圍地延伸。在幾個實施形態中，第2導管 36亦可為建構成由護套所支撐的複數個導管當中之一。因此，護套係亦可建構成對第2導管36進行非破壞性地卡合及釋放，且支撐位在連續流反應系統內的其他處所之導管的其他東西。為此目的，護套58含有建構成將護套可釋放地固定於所支撐的導管之至少部分的周圍之箍部60。為了將箍部固定在導管周圍之所期望位置，各箍部亦可包含一或複數個機構、例如一或複數個螺絲、止動銷等。在其他實施形態中，導管支撐物可藉由任意的其他適當方法、例如彈簧力而被保持於導管的周圍。依據本揭示的導管支撐物係可具有任意的適當的形狀及/或尺寸，故可理解所示之護套的形狀及構成係以例示之目的而顯示，並非以任何方法限定者。
圖3的實施形態中，分析裝置24更包含上游導管充填感測器、下游導管充填感測器及分析感測器。上游導管充填感測器62係在與第2導管36的第1部分64鄰接地配置上游導管充填感測器62的場所，強固地連結於護套58。下游導管充填感測器66係在與位於分析物流動方向中第1部分64的下游之第2導管36的第2部分68鄰接地配置下游導管充填感測器66的場所，強固地連結於護套58。分析感測器70係在與位於分析物流動方向中第1部分及第2部分的下游之第2導管36的第3部分72鄰接地配置分析感測器70的場所，強固地連結於護套58。在幾個實施形態中，上游導管充填感測器、下游導管充填感測器及分析感測器係以導管的第1部分、第2部分及第3部分間隔一定距離程度的方式固定地連結於護套。在其他實施 形態中，此等構成要素亦能以可調整構成要素間的間隔之方式藉由溝或軌道可滑動地連結於護套。
在幾個實施形態中，上游導管充填感測器及下游導管充填感測器分別可為響應於第2導管36的相關部分內之液體的存在的光感測器。此等上游光感測器及下游光感測器亦可含有連結於護套58、且跨第2導管的第1部分及第2部分以響應流通於第2導管之液體的區段的長度及速度的光學檢測裝置。上游光感測器及下游光感測器中至少一者亦可含有光檢測器74，例如光二極體或光電晶體。同樣地，上游光感測器及下游光感測器中至少一者亦可含有發光二極體(LED)等之光源76。圖示的實施形態中，上游導管充填感測器及下游導管充填感測器各自係含有光檢測器及光源雙方，其他配置也可再使用。例如，在幾個實施形態中，上游導管充填感測器及下游導管充填感測器雖可共有光源，但亦可具有其等自體的光檢測器。在其他實施形態中，上游感測器及下游感測器雖可共有光檢測器，但亦可具有其等自體的多重光源。當然，可使光檢測器的波長響應性與光源的波長響應性一致，且/或亦可為了造成所期望的信號對雜訊比而使用適當的濾光器。
光檢測以外的藉物理原理作動之檢測構成亦可再被使用。例如，區段的長度及速度的感測器亦可為音響式或傳導性測定式。再者，亦可藉由檢測構成直接響應分割流之流動的氣體部分的長度及速度而非直接響應流動的液體部分。導管充填感測器係亦可無關乎任意 特定的感測器構成而提供反映導管的相關部分是否被第1流體(例如不混溶性非反應性之流體，亦即氣體、狀態A)充滿，或其是否被第2流體B(例如分析物液體、狀態B)所充滿之實質的2個狀態之輸出。於本實施形態及其他實施形態中，亦可處在第1流體與第2流體之間的彎液面在穿過配置有導管充填感測器的導管的場所時，導管充填感測器賦予響應差。
圖3的實施形態中，分析感測器70係多模態感測器，與衰減感測器82及相關的光源84同樣地，含有發光感測器78及相關的激發源80。激發源80建構成：激發穿過第2導管36之流體的分析物部分中的化學種，一方面，發光感測器78建構成檢測來自於激發種的發光，亦即螢光、磷光或其等的組合。激發源亦可建構成：賦予例如可見光、紫外光、或X光之任意所期望的頻帶之任意所期望的照射強度。於幾個實施形態中，激發源亦可含有雷射。於其他實施形態中，激發源亦可含有寬頻帶的放電燈及波長選擇過濾器。同樣地，亦可建構成：發光感測器78係檢測包含近紅外線(NIR)、可見光、紫外光、或X光在內的任意所期望的頻帶之發光。
衰減感測器82建構成檢測來自於相關的光源84之探針光束強度的損失或衰減。光源亦可建構成例如賦予無線頻率(RF)、微波、紅外線、NIR、可見光或紫外光之在任意所期望的頻帶之照明。在一實施形態中，衰減感測器亦可建構成將以導管沒被充滿、或僅被第1流體充滿等之狀態為基準之通過導管的探針光束之比率測量 (ratiometric)透射率予以定量。衰減係可能從包含探針光束強度之吸收、探針光束強度之散射、及/或其等組合在內的各種來源產生。
在一實施形態中，發光感測器78及衰減感測器82雙方被構成為寬頻帶感測器，亦可適當地與狹窄的頻帶激發源賦予關聯。在其他實施形態中，發光感測器及衰減感測器中至少一者亦可含有為了波長分散測定所構成之分光計。為該目的，發光感測器及衰減感測器中至少一者，為了執行傅立葉轉換(FT)光譜測定，亦可含有格柵或稜鏡及/或構成零件。在多模態分析感測器70是含有發光感測器及衰減感測器雙方的實施形態中，發光感測器及衰減感測器的射入瞳孔亦可配置在圖3的光纖射束分離器86等之射束分離器的光學下游。
接著在圖3中，分析裝置24又包含建構成依據來自上游導管充填感測器及下游導管充填感測器的輸出以啟動分析資料之取得的分析控制器88。此種分析資料亦可含有發光光譜、透射光譜、光散射分析等。
分析控制器88係接收來自上游導管充填感測器及下游導管充填感測器的輸出(例如光學檢測裝置的輸出)，使用該輸出來計算第2流體的區段的長度及流速。此等參數係可在為了決定用以取得依據分析感測器70的分析資料之適當的時間窗而使用。典型的是，所選擇之時間窗係為第2導管36的第3部分(分析測定對象部分)被分析物流體完全充滿之窗。換言之，適當的時間窗係亦可為於第3部分没有存在彎液面(meniscus)的窗。為此 目的，亦可建構成：分析控制器係因應於上游導管充填感測器的響應(亦即，輸出狀態的變化)與下游導管充填感測器的響應之間隔的減少而將取得之時序提前。再者，亦可建構成：控制器係依據來自於上游導管充填感測器及下游導管充填感測器的輸出而將取得取消。例如，亦可在未見分析物的區段或在是意外地短的情況，將取得取消。在幾個實施形態中，分析控制器88的機能亦可在圖1的程序控制器26內執行。為了更明瞭，在圖3省略了分析控制器88與藉由分析控制器所控制的其他構成要素之間的電連接，可理解分析控制器88亦可電連接於包含上游導管充填感測器62、下游導管充填感測器66及分析感測器70的構成要素在內之任意適當的構成要素。
圖4表示用以控制利用分析感測器70之分析資料的取得時序之處理流程90的一例子。此方法亦可在分析控制器88內執行。在92，來自上游導管充填感測器62及下游導管充填感測器66的輸出在分析控制器88內被接收。在分析控制器內，為了進行導管的第1部分及第2部分各自是否被分析物所充滿或被不混溶性非反應性流體所充滿之判定，亦可進行輸出被數位化、被賦予條件、被進行臨界值處理等。如此，決定分割流中的分析物之各種的前部(前端)彎液面及後部(終端)彎液面的移動時間亦可。
在93，推定在第2導管36內的第2流體之區段的流速。速度V，例如可藉由式V=D12/(F2-F1)來計算，式中，F1係為分析物區段的前部彎液面流過上游導管 充填感測器62時的移動時間，F2係為前部彎液面流過下游導管充填感測器66時的時間，D12係為第2導管的第1部分64與第2部分68之已知的間隔距離。速度亦可又依據區段的後部彎液面的移動時間R1、R2來計算。在一實施形態中，亦可計算前部彎液面速度、後部彎液面速度及此等平均的3個不同的速度。在本實施形態及其他實施形態中，移動時間F1、F2、R1及R2係等於上游導管充填感測器及下游導管充填感測器之狀態變化的時序。
在94，預測導管的第3部分中之分析物區段的前部彎液面及後部彎液面的移動時間。前部彎液面的移動時間F3亦可以F3=D23/V來預測，後部彎液面的移動時間R3亦可以R3=D23/V來預測，式中，D23係第2導管的第3部分72與第2部分68之已知的間隔距離。
在96，計算所期望的取得時間T。在最單純的情況中，T係F3與R3之平均、即亦能以T=0.5＊(F3+R3)計算。本實施形態中，分析資料係可在前部彎液面與後部彎液面的中間獲得。在其他實施形態中，0.5的值亦可作為分析控制器軟體中的參數被調整。在另一其他實施形態中，亦可不管流量的偏位(若有的話)仍以維持適當的時序的方式將延遲設為距離。因此，就有助益的一個手法而言，可進行實際測定的D23是被容許的。然而，記憶於分析控制器的D23之值亦可為了排除前部彎液面而依據測定資料作變更。此特徵特別有助於對具有不同彎液面特性之不同的溶媒系所執行之分析。接著在圖4中，在98，分析資料的取得暫時停止，直到時間T為止。其次 分析感測器70在時間T被啟動而在處理流程90的100取得資料。
如以上所示，本發明第2實施形態係亦含有以下的態樣。
〔1〕一種分析裝置，為連續流反應系統用的分析裝置，包含：導管支撐物，其建構成在前述連續流反應系統的導管之至少部分的周圍延伸；上游導管充填感測器，其在建構成和前述導管的第1部分鄰接地定位的場所連結於前述導管支撐物；下游導管充填感測器，其在建構成和前述導管的第2部分鄰接地定位的場所連結於前述導管支撐物；及分析感測器，其在建構成和前述導管的第3部分鄰接地定位的場所連結於前述導管支撐物，且前述第2場所在分析物流動方向位在前述第1場所的下游且是前述第3場所的上游。
〔2〕如上述〔1〕之分析裝置，其中前述上游導管充填感測器、前述下游導管充填感測器及前述分析感測器，係以前述導管的前述第1部分、前述第2部分及前述第3部分間隔一定距離的方式固定地連結於前述導管支撐物。
〔3〕如上述〔1〕或上述〔2〕之分析裝置，其中前述導管支撐物包含箍部，其係可釋放地將前述導管支撐物固定於前述導管之至少部分的周圍。
〔4〕如上述〔1〕至上述〔3〕任一者之分析裝置，其中更包含控制器，其建構成依據來自前述上游導管充填感測器及前述下游導管充填感測器之輸出，啟動利用 前述分析感測器取得分析資料。
〔5〕如上述〔4〕之分析裝置，其中前述控制器建構成因應於前述上游導管充填感測器的響應與前述下游導管充填感測器的響應之間隔減少而提早前述取得的時序。
〔6〕如上述〔4〕或上述〔5〕之分析裝置，其中前述控制器建構成依據來自前述上游導管充填感測器及前述下游導管充填感測器之輸出，將前述取得取消。
〔7〕如上述〔1〕至上述〔6〕任一者之分析裝置，其中前述分析感測器包含多模感測器。
〔8〕如上述〔1〕至上述〔7〕任一者之分析裝置，其中前述分析感測器包含發光感測器及關連的激發源。
〔9〕如上述〔8〕之分析裝置，其中前述激發源包含雷射。
〔10〕如上述〔1〕至上述〔9〕任一者之分析裝置，其中前述分析感測器包含衰減感測器及關連的光源。
〔11〕如上述〔1〕至上述〔10〕任一者之分析裝置，其中前述分析感測器包含至少1個分光計。
〔12〕一種分析裝置，包含：建構成支撐導管之導管支撐物；連結於前述導管支撐物且響應於在前述導管流動之液體的區段的長度及速度之光學檢測裝置；及在分析物流動方向位於前述光學檢測裝置的下游的場所，連結於前述導管支撐物的分析感測器。
〔13〕如上述〔12〕之分析裝置，其中前述光學檢測裝置包含：前述導管支撐物上的第1場所的上游光感測 器；及在前述分析物流動方向位在前述第1場所的下游之前述導管支撐物上的第2場所的下游光感測器。
〔14〕如上述〔13〕之分析裝置，其中前述上游光感測器及前述下游光感測器中至少一者包含光檢測器。
〔15〕如上述〔13〕或上述〔14〕之分析裝置，其中前述上游光感測器及前述下游光感測器中至少一者包含光源。
〔16〕如上述〔12〕至上述〔15〕任一者之分析裝置，其中導管支撐物建構成可釋放地鎖緊前述導管之至少部分的周圍。
〔17〕一種連續流反應系統用分析裝置，包含：建構成可釋放地配置在導管的周圍之導管支撐物；在前述導管支撐物上的第1場所連結於前述導管支撐物之上游導管充填感測器；在分析物流動方向位於前述第1場所的下游之前述導管支撐物上的第2場所連結於前述導管支撐物之下游導管充填感測器；及發光分光計及相關的激發源，分別在前述分析物流動方向與位在前述第1場所及前述第2場所的下游之前述導管支撐物上的第3場所相鄰接地連結於前述導管支撐物。
〔18〕如上述〔17〕之分析裝置，其中更包含控制器，該控制器建構成：依據來自前述上游導管充填感測器及前述下游導管充填感測器之輸出，啟動發光光譜之取得。
〔19〕如上述〔18〕之分析裝置，其中更建構成：再包含衰減分光計及相關的光源，分別與前述導管的前述 第3部分相鄰接地連結於前述導管支撐物，前述控制器依據來自前述上游導管充填感測器及前述下游導管充填感測器之前述輸出，啟動衰減光譜之取得。
〔20〕如上述〔19〕之分析裝置，其中前述發光分光計及前述衰減分光計的射入瞳孔被配置在射束分離器的光學下游。
在本說明書所說明之構成及/或手法係提示例子，因為可變形的形態多，期能理解勿將此等特定例或例子認定是限定的意味。在本說明書所說明之特定的程序或方法係可表示任意數的處理策略當中之一或複數者。因此，所示且/或所說明的各種動作係以所示且/或所說明之順序、其他順序、或並行地進行，或是省略亦可。同樣地，以上所說明之步驟的順序亦可變更。本揭示的主題係不僅是本說明書揭示的各種步驟、系統及構成、以及其他特徵、機能、動作及/或特性的新穎且非顯著的所有組合、以及部分的組合，亦包含其等所有的均等物。
26:程序控制器
30:混合構造
32:流體分割裝置
34:第1導管
36:第2導管
38:交叉區域
40:計量台
42:噴嘴
44:T字型的連結器
46:均質化構造
48:狹窄區域
50:擴張區域
52:一定寬度部分
54:導管充填感測器
A:第1流體
B:第2流體
C:第3流體
X:第2流體的流動方向

Claims (12)

  1. 一種奈米粒子的製造方法，使用：包含奈米粒子的前驅物之第2流體；相對於前述第2流體為不混溶性且非反應性之第1流體；流通前述第1流體之第1導管；流通前述第2流體之第2導管；及具備連結於前述第2導管而使前述第2流體反應的處理裝置之反應處理裝置，藉由由前述第1流體構成之中介區段形成前述第2流體的分割流，透過使前述分割流激發及/或活化而產生奈米粒子，其特徵為，前述第2導管係至少具備：與前述第1導管交叉的交叉區域；關於前述第2流體的流通方向位在前述交叉區域的上游側，且構造為前述第2導管內的剖面積朝向前述交叉區域變狹窄之狹窄區域；及關於前述第2流體的流通方向位在前述交叉區域的下游側，且構造為前述第2導管內的剖面積朝向前述下游擴大之擴張區域，在前述交叉區域中，自前述第1導管將作為前述中介區段之前述第1流體導入前述第2導管而形成前述分割流，使前述分割流通過前述擴張區域，並使在前述擴張區域的下游側之前述中介區段的流通方向的長度比在前述擴張區域的上游側之前述中介區段的流通方向的長度還要短。
  2. 如請求項1之奈米粒子的製造方法，其中前述第1流體係氣體，前述第2流體係液體。
  3. 如請求項1或2之奈米粒子的製造方法，其中前述第2導管係於前述擴張區域的下游側具備使前述分割流穩定的第1區域。
  4. 如請求項3之奈米粒子的製造方法，其中在前述第1區域的下游側進行前述激發及/或活化。
  5. 如請求項4之奈米粒子的製造方法，其中前述交叉區域和進行前述激發及/或活化的區域係被熱絕緣。
  6. 如請求項1之奈米粒子的製造方法，其中前述第2導管更具備一定寬度部分，該一定寬度部分在前述交叉區域與前述擴張區域之間具有和前述交叉區域相等的剖面積。
  7. 如請求項1之奈米粒子的製造方法，其中在前述第1導管中，依據前述第2流體的流量，控制往前述交叉區域內導入之前述第1流體的量。
  8. 如請求項1之奈米粒子的製造方法，其中於前述第2導管流通有對前述第1流體為不混溶性且非反應性之複數個流體。
  9. 如請求項8之奈米粒子的製造方法，其中在比前述交叉區域還要上游處，將前述複數個流體混合並導入前述第2導管。
  10. 如請求項9之奈米粒子的製造方法，其中前述複數個流體的混合物係在被均質化後，再導入前述第2導管。
  11. 如請求項1之奈米粒子的製造方法，其中測量流通在 前述第2導管內之流體的種類及/或量。
  12. 如請求項1之奈米粒子的製造方法，其中前述第2導管進一步具有位於前述擴張區域的下游，將前述第2導體導入前述反應處理裝置並通過前述反應處理裝置之第1區域，前述第1區域的內徑為1/16吋以上。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3733597B1 (en) 2017-12-28 2024-05-08 Shoei Chemical Inc. Semiconductor nanoparticles, semiconductor nanoparticle dispersion and optical member
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JP7196728B2 (ja) * 2019-03-28 2022-12-27 昭栄化学工業株式会社 粒子の製造方法及び粒子製造装置
WO2022216234A1 (en) * 2021-04-07 2022-10-13 Nanyang Technological University Feedback-controlled automated nanoparticle synthesis

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013047248A1 (ja) * 2011-09-29 2013-04-04 デクセリアルズ株式会社 マイクロリアクタ及び反応生成物の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10119718A1 (de) * 2001-04-21 2002-10-31 Boehringer Ingelheim Pharma Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung inhalierfähiger Arzneistoffe, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und nach diesem Verfahren hergestellter Arzneistoff
JP2008538077A (ja) * 2005-03-16 2008-10-09 ユニバーシティ オブ シカゴ マイクロフルイディックシステム
JP4627302B2 (ja) * 2007-01-09 2011-02-09 株式会社神戸製鋼所 微粒子の製造方法及び装置
DE102009025007A1 (de) * 2009-06-11 2011-01-05 Technische Universität Ilmenau Vorrichtung und Verfahren zur Überführung von Fluidproben in regelmäßige Probensequenzen, sowie Verfahren zur Manipulation letzterer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013047248A1 (ja) * 2011-09-29 2013-04-04 デクセリアルズ株式会社 マイクロリアクタ及び反応生成物の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Victor S. Cabeza, Simon Kuhn, Amol A. Kulkarni, Klavs F. Jensen，Size-Controlled Flow Synthesis of Gold Nanoparticles Using a Segmented Flow Microfluidic Platform，Langmuir，Volume 28, 18 April 2012, Pages 7007~7013 *

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