고에너지 물질(HEMs; Explosives 및 propellants 포함)의 합성은 전통적으로 배치(batch) 공정에 의존해 왔으며, 잠재적인 열 폭주(thermal runaway)와 위험한 중간체의 대량 재고로 인해 본질적인 안전 위험이 수반된다. 본 총설은 HEM 제조에서 내재적 안전성(intrinsic safety)과 향상된 공정 효율을 확보하기 위한 변혁적 해결책으로서 연속 흐름 화학(Continuous Flow Chemistry)으로의 패러다임 전환을 포괄적으로 고찰한다. 우리는 미세반응기(microreactor) 기술의 근본적 장점, 특히 고도로 발열적인 니트레이션(nitration) 반응을 효과적으로 제어할 수 있는 우수한 열전달 및 물질전달 능력에 초점을 맞추어 분석한다. 주요 합성 발전은 TNT, RDX, NTO, MDNT와 같은 주요 에너지 화합물에 대한 비교 사례 연구를 통해, 기존 배치 방법에 비해 수율, 순도, 선택성이 유의하게 개선됨을 보여줌으로써 제시한다. 또한 본 총설은 반응 제어를 위한 다단계 온도 구역(multi-stage temperature zones)의 도입과 안전한 산업 규모 확장을 위한 ‘numbering-up’ 접근법을 포함하여, 공정 집약(process intensification) 전략을 비판적으로 평가한다. 더 나아가 고체 취급과 관련된 공학적 과제를 다루고, 불안정한 중간체의 안전하고 요구되는(on-demand) 방식의 생성에 대해 논의한다. 마지막으로, 반응 탐색과 자기 최적화를 가속하기 위해 자동화된 흐름 플랫폼과 인공지능(AI) 및 머신러닝(ML)을 통합하는 데 대한 전향적 관점을 제시한다. 본 연구는 화학 공학자와 연구자들이 더 안전하고, 더 지속가능하며, 현대화된 에너지 물질 생산으로의 전환을 촉진하는 전략적 틀을 제공하는 것을 목표로 한다. 본 총설은 전통적 배치 공정에서 고에너지 물질(HEMs)의 합성을 위한 연속 흐름 화학으로의 패러다임 전환을 포괄적으로 검토한다. 우리는 니트레이션과 연관된 열적 위험을 효과적으로 관리함으로써, 우수한 열전달 및 물질전달 능력을 가진 미세반응기 기술이 내재적 안전성을 어떻게 보장하는지에 대해 강조한다. TNT, RDX, NTO와 같은 주요 에너지 화합물에 대한 비교 사례 연구를 통해, 수율, 선택성 및 공정 제어에서 유의한 개선이 있음을 보여주는 핵심 발전을 제시한다. 또한 본 총설은 산업 규모 확장을 위한 ‘numbering-up’과 불안정한 중간체의 안전한 취급을 포함하는 중요한 공학적 전략을 논의함으로써, 폭발물과 추진제 제조를 현대화하기 위한 전략적 틀을 제공한다.

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