Deuterij je stabilan izotop vodika. Ovaj izotop ima neznatno drugačija svojstva od svog najzastupljenijeg prirodnog izotopa (protija) i vrijedan je u mnogim naučnim disciplinama, uključujući spektroskopiju nuklearne magnetne rezonancije i kvantitativnu masenu spektrometriju. Koristi se za proučavanje raznih tema, od studija okoliša do dijagnostike bolesti.

Tržište hemikalija obilježenih stabilnim izotopima zabilježilo je dramatičan porast cijena od preko 200% u protekloj godini. Ovaj trend je posebno izražen kod cijena osnovnih hemikalija obilježenih stabilnim izotopima kao što su 13CO2 i D2O, koje počinju rasti u prvoj polovini 2022. godine. Osim toga, došlo je do značajnog porasta biomolekula obilježenih stabilnim izotopima kao što su glukoza ili aminokiseline koje su važne komponente medija za ćelijske kulture.

Povećana potražnja i smanjena ponuda dovode do viših cijena

Šta je tačno imalo tako značajan uticaj na ponudu i potražnju deuterijuma u protekloj godini? Nove primjene hemikalija označenih deuterijem stvaraju rastuću potražnju za deuterijem.

Deuteracija aktivnih farmaceutskih sastojaka (API)

Atomi deuterija (D, deuterij) imaju inhibitorni učinak na brzinu metabolizma lijekova u ljudskom tijelu. Pokazalo se da je siguran sastojak u terapijskim lijekovima. S obzirom na slična hemijska svojstva deuterija i protija, deuterij se može koristiti kao zamjena za protij u nekim lijekovima.

Terapijski učinak lijeka neće biti značajno pogođen dodatkom deuterija. Studije metabolizma su pokazale da lijekovi koji sadrže deuterijum uglavnom zadržavaju punu potentnost i djelotvornost. Međutim, lijekovi koji sadrže deuterijum se metaboliziraju sporije, što često rezultira dugotrajnijim efektima, manjim ili manjim dozama i manje nuspojava.

Kako deuterij ima usporavajući učinak na metabolizam lijekova? Deuterij je sposoban formirati jače hemijske veze unutar molekula lijekova u poređenju sa protijem. S obzirom na to da metabolizam lijekova često uključuje prekid takvih veza, jače veze znače sporiji metabolizam lijekova.

Deuterijum oksid se koristi kao početni materijal za dobijanje različitih deuterijem obilježenih spojeva, uključujući deuterisane aktivne farmaceutske sastojke.

Deuterirani optički kabel

U završnoj fazi proizvodnje optičkih vlakana, optički kablovi se tretiraju deuterijumskim gasom. Određene vrste optičkih vlakana su podložne degradaciji svojih optičkih performansi, fenomenu uzrokovanom hemijskim reakcijama sa atomima koji se nalaze u ili oko kabla.

Da bi se ublažio ovaj problem, deuterij se koristi kao zamjena za dio protija prisutnog u optičkim kablovima. Ova zamjena smanjuje brzinu reakcije i sprječava degradaciju prijenosa svjetlosti, što u konačnici produžava vijek trajanja kabla.

Deuteracija silicijumskih poluprovodnika i mikročipova

Proces izmjene deuterija i protija s deuterijskim plinom (deuterij 2 ; D 2 ) koristi se u proizvodnji silicijumskih poluprovodnika i mikročipova, koji se često koriste u štampanim pločama. Žarenje deuterijem se koristi za zamjenu atoma protija deuterijem kako bi se spriječila hemijska korozija čipova i štetni efekti vrućih nosača naboja.

Primjenom ovog procesa, životni ciklus poluprovodnika i mikročipova može se značajno produžiti i poboljšati, omogućavajući proizvodnju manjih i čipova veće gustoće.

Deuteracija organskih svjetlećih dioda (OLED)

OLED, akronim za Organic Light Emitting Diode (Organska dioda koja emituje svjetlost), je tankoslojni uređaj sastavljen od organskih poluprovodničkih materijala. OLED-i imaju niže gustine struje i svjetlinu u poređenju sa tradicionalnim diodama koje emituju svjetlost (LED). Iako je proizvodnja OLED-a jeftinija od konvencionalnih LED dioda, njihova svjetlina i vijek trajanja nisu toliko visoki.

Zamjena protijuma deuterijem se pokazala kao obećavajući pristup za postizanje revolucionarnih poboljšanja u OLED tehnologiji. To je zato što deuterij jača hemijske veze u organskim poluprovodničkim materijalima koji se koriste u OLED-ima, što donosi nekoliko prednosti: Hemijska degradacija se odvija sporije, produžavajući vijek trajanja uređaja.