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

Tržište kemikalija obilježenih stabilnim izotopima zabilježilo je dramatičan porast cijena od više od 200% u protekloj godini. Taj je trend posebno izražen u cijenama osnovnih kemikalija obilježenih stabilnim izotopima poput 13CO2 i D2O, koje počinju rasti u prvoj polovici 2022. Osim toga, došlo je do značajnog porasta biomolekula obilježenih stabilnim izotopima poput glukoze ili aminokiselina koje su važne komponente medija za stanične kulture.

Povećana potražnja i smanjena ponuda dovode do viših cijena

Što je točno imalo tako značajan utjecaj na ponudu i potražnju deuterija tijekom protekle godine? Nove primjene kemikalija 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 kemijska svojstva deuterija i protija, deuterij se može koristiti kao zamjena za protij u nekim lijekovima.

Dodatak deuterija neće značajno utjecati na terapijski učinak lijeka. Studije metabolizma pokazale su da lijekovi koji sadrže deuterij općenito zadržavaju punu potentnost i djelotvornost. Međutim, lijekovi koji sadrže deuterij metaboliziraju se sporije, što često rezultira dulje trajanjem učinaka, manjim ili manjim dozama i manje nuspojava.

Kako deuterij usporava metabolizam lijekova? Deuterij je sposoban stvarati jače kemijske veze unutar molekula lijekova u usporedbi s protijem. S obzirom na to da metabolizam lijekova često uključuje prekid takvih veza, jače veze znače sporiji metabolizam lijekova.

Deuterijev oksid se koristi kao početni materijal za stvaranje raznih spojeva obilježenih deuterijem, uključujući deuterirane aktivne farmaceutske sastojke.

Deuterirani optički kabel

U završnoj fazi proizvodnje optičkih vlakana, optički kabeli se tretiraju deuterijem. Određene vrste optičkih vlakana podložne su degradaciji svojih optičkih performansi, fenomenu uzrokovanom kemijskim reakcijama s atomima koji se nalaze u ili oko kabela.

Kako bi se ublažio ovaj problem, deuterij se koristi kao zamjena za dio protija prisutnog u optičkim kabelima. Ova zamjena smanjuje brzinu reakcije i sprječava degradaciju prijenosa svjetlosti, što u konačnici produžuje vijek trajanja kabela.

Deuteracija silicijskih poluvodiča i mikročipova

Proces izmjene deuterija i protija s plinovitim deuterijem (deuterij 2 ; D 2 ) koristi se u proizvodnji silicijskih poluvodiča i mikročipova, koji se često koriste u tiskanim pločama. Žarenje deuterijem koristi se za zamjenu atoma protija deuterijem kako bi se spriječila kemijska korozija sklopova čipova i štetni učinci vrućih nositelja naboja.

Primjenom ovog procesa, životni ciklus poluvodiča i mikročipova može se značajno produžiti i poboljšati, što omogućuje proizvodnju manjih čipova veće gustoće.

Deuteracija organskih svjetlećih dioda (OLED)

OLED, kratica za Organic Light Emitting Diode (Organska svjetleća dioda), je tankoslojni uređaj sastavljen od organskih poluvodičkih materijala. OLED-i imaju niže gustoće struje i svjetlinu u usporedbi s tradicionalnim svjetlećim diodama (LED). Iako je proizvodnja OLED-a jeftinija od konvencionalnih LED-a, njihova svjetlina i vijek trajanja nisu toliko visoki.

Za postizanje revolucionarnih poboljšanja u OLED tehnologiji, zamjena protija deuterijem pokazala se obećavajućim pristupom. To je zato što deuterij jača kemijske veze u organskim poluvodičkim materijalima koji se koriste u OLED-ima, što donosi nekoliko prednosti: Kemijska razgradnja odvija se sporije, što produžuje vijek trajanja uređaja.