굴절률이 상이한 적어도 두 개 이상의 절연체를 제1 절연체의 외경이 제2 절연체의 내경과 맞닿아 바깥쪽 절연체가 안쪽 절연체를 감싸도록 제2 절연체가 제1 절연체를 감싸는 형태로 배치하고, 제1 절연체의 굴절률은 제2 절연체의 굴절률보다 크고, 안쪽 절연체의 굴절률이 바깥쪽 절연체의 굴절률보다 크도록 배치하며,마이크로웨이브가 통과할 때 상기 적어도 두 개 이상의 절연체 각각의 굴절률에 따른 입사각과 굴절각으로 마이크로웨이브의 광경로가 진행되도록 하며, 상기 제1 절연체의 굴절률은 제2 절연체의 굴절률보다 크고, 안쪽 절연체의 굴절률이 바깥쪽 절연체의 굴절률보다 크도록 배치함으로써, 스넬의 법칙에 따라 굴절률이 작은 절연체에서 큰 절연체로 마이크로웨이브가 진행하는 경우, 마이크로웨이브의 굴절각이 입사각보다 작게 진행되고, 굴절률이 큰 절연체에서 작은 절연체로 마이크로웨이브가 진행하는 경우, 마이크로웨이브의 굴절각이 입사각보다 크게 진행되며, 상기 제1 절연체의 굴절률은 제2 절연체의 굴절률보다 크고, 안쪽 절연체의 굴절률이 바깥쪽 절연체의 굴절률보다 크도록 배치함으로써, 반응장치 내부 중심에 위치한 가열 대상에 마이크로웨이브를 조사하는 경우, 바깥쪽 절연체로부터 안쪽 절연체로 마이크로웨이브가 통과할수록 굴절각이 입사각보다 작아지면서 가열 대상을 향해 진행하고, 상기 가열 대상에 도달한 마이크로웨이브는 가열 대상과 반응하여 흡수되거나 투과되거나 반사되고, 투과되거나 반사된 마이크로웨이브는 반응장치의 내부 중심으로부터 바깥쪽 절연체로 향하게 되며, 상기 반응장치는 반응장치의 내부 중심으로 마이크로웨이브가 집중되도록 하는 구형, 원기둥형, 정육면체형을 포함하는 형상 및 크기로 제작함으로써, 가열 대상의 형상 및 크기를 제어하는 것이 아니라 가열 대상을 둘러싸는 반응장치의 형상 및 크기를 제어하여, 가열 대상의 형상 및 크기의 변경 없이도 에너지 효율을 향상시고 가열 불균일성을 해소하는 마이크로웨이브 반응장치.

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제1항에 있어서,상기 제1 절연체의 굴절률은 제2 절연체의 굴절률보다 크고, 안쪽 절연체의 굴절률이 바깥쪽 절연체의 굴절률보다 크도록 배치함으로써, 상기 가열 대상과 반응하여 투과되거나 반사된 마이크로웨이브는 반응장치의 내부 중심으로부터 바깥쪽 절연체로 향하게 되고, 가장 바깥쪽 절연체에서 공기 계면을 통과할 때의 입사각이 임계각보다 큰 경우 전반사가 일어나 다시 가열 대상으로 되돌아가도록 하는 마이크로웨이브 반응장치.

제1항에 있어서,반응장치의 가열 균일성 및 핫-스팟(hot-spot) 현상에 의한 라디칼 생성 효과를 위해 나노탄소 가열체를 반응장치의 가장 안쪽 절연체 내벽에 코팅하는 마이크로웨이브 반응장치.

제5항에 있어서,상기 나노탄소 가열체가 가장 안쪽 절연체 내벽에 코팅된 반응장치는 회분반응기(batch reactor)와 연속흐름형반응기(continous flow reactor)로 모두 적용 가능한 마이크로웨이브 반응장치.

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굴절률이 상이한 적어도 두 개 이상의 절연체를 제1 절연체의 외경이 제2 절연체의 내경과 맞닿아 바깥쪽 절연체가 안쪽 절연체를 감싸도록 제2 절연체가 제1 절연체를 감싸는 형태로 배치하는 단계 -상기 제1 절연체의 굴절률은 제2 절연체의 굴절률보다 크고, 안쪽 절연체의 굴절률이 바깥쪽 절연체의 굴절률보다 크도록 배치하며, 마이크로웨이브가 통과할 때 상기 적어도 두 개 이상의 절연체 각각의 굴절률에 따른 입사각과 굴절각으로 마이크로웨이브의 광경로가 진행되도록 함-; 반응장치의 가장 안쪽 절연체 내벽에 코팅하기 위한 나노탄소 가열체의 비정질 탄소를 제거하기 위해 오븐에서 열처리하는 단계; 상기 나노탄소 가열체의 친수성 및 소수성을 조절하기 위해 상기 나노탄소 가열체 표면에 작용기를 도입하는 단계; 상기 나노탄소 가열체를 용매에 용해시키기 위한 코팅 용액을 생성하는 단계; 및 상기 코팅 용액을 반응장치의 가장 안쪽 절연체 내벽에 코팅하는 단계를 포함하고, 상기 굴절률이 상이한 적어도 두 개 이상의 절연체를 제1 절연체의 외경이 제2 절연체의 내경과 맞닿아 바깥쪽 절연체가 안쪽 절연체를 감싸도록 제2 절연체가 제1 절연체를 감싸는 형태로 배치하는 단계는, 반응장치 내부 중심에 위치한 가열 대상에 마이크로웨이브를 조사하는 경우, 바깥쪽 절연체로부터 안쪽 절연체로 마이크로웨이브가 통과할수록 굴절각이 입사각보다 작아지면서 가열 대상을 향해 진행하도록 하고, 상기 가열 대상에 도달한 마이크로웨이브는 가열 대상과 반응하여 흡수되거나 투과되거나 반사되고, 투과되거나 반사된 마이크로웨이브는 반응장치의 내부 중심으로부터 바깥쪽 절연체로 향하도록 하며, 상기 반응장치는 반응장치의 내부 중심으로 마이크로웨이브가 집중되도록 하는 구형, 원기둥형, 정육면체형을 포함하는 형상 및 크기로 제작함으로써, 가열 대상의 형상 및 크기를 제어하는 것이 아니라 가열 대상을 둘러싸는 반응장치의 형상 및 크기를 제어하여, 가열 대상의 형상 및 크기의 변경 없이도 에너지 효율을 향상시고 가열 불균일성을 해소하는 마이크로웨이브 반응장치 제작 방법.

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제8항에 있어서,상기 굴절률이 상이한 적어도 두 개 이상의 절연체를 제1 절연체의 외경이 제2 절연체의 내경과 맞닿아 바깥쪽 절연체가 안쪽 절연체를 감싸도록 제2 절연체가 제1 절연체를 감싸는 형태로 배치하는 단계는, 상기 가열 대상과 반응하여 투과되거나 반사된 마이크로웨이브는 반응장치의 내부 중심으로부터 바깥쪽 절연체로 향하게 되고, 에너지 효율을 높이기 위해 가장 바깥쪽 절연체에서 공기 계면을 통과할 때의 입사각이 임계각보다 큰 경우 전반사가 일어나 다시 가열 대상으로 되돌아가도록 하는 마이크로웨이브 반응장치 제작 방법.