Deuteriul este un izotop stabil al hidrogenului. Acest izotop are proprietăți ușor diferite de cel mai abundent izotop natural al său (protium) și este valoros în multe discipline științifice, inclusiv spectroscopia de rezonanță magnetică nucleară și spectrometria de masă cantitativă. Este utilizat pentru a studia o varietate de subiecte, de la studii de mediu până la diagnosticarea bolilor.

Piața substanțelor chimice marcate cu izotopi stabili a înregistrat o creștere dramatică a prețurilor, de peste 200%, în ultimul an. Această tendință este deosebit de pronunțată în cazul prețurilor substanțelor chimice de bază marcate cu izotopi stabili, cum ar fi 13CO2 și D2O, care încep să crească în prima jumătate a anului 2022. În plus, s-a înregistrat o creștere semnificativă a numărului de biomolecule marcate cu izotopi stabili, cum ar fi glucoza sau aminoacizii, care sunt componente importante ale mediilor de cultură celulară.

Creșterea cererii și reducerea ofertei duc la prețuri mai mari

Ce anume a avut un impact atât de semnificativ asupra ofertei și cererii de deuteriu în ultimul an? Noile aplicații ale substanțelor chimice marcate cu deuteriu creează o cerere tot mai mare de deuteriu.

Deuterarea ingredientelor farmaceutice active (API)

Atomii de deuteriu (D, deuteriu) au un efect inhibitor asupra ratei metabolismului medicamentelor în organismul uman. S-a demonstrat că sunt un ingredient sigur în medicamentele terapeutice. Având în vedere proprietățile chimice similare ale deuteriului și protiului, deuteriul poate fi utilizat ca înlocuitor pentru protiu în unele medicamente.

Efectul terapeutic al medicamentului nu va fi afectat semnificativ de adăugarea deuteriului. Studiile metabolice au arătat că medicamentele care conțin deuteriu își păstrează, în general, potența și eficacitatea complete. Cu toate acestea, medicamentele care conțin deuteriu sunt metabolizate mai lent, rezultând adesea efecte de lungă durată, doze mai mici sau mai puține și mai puține efecte secundare.

Cum are deuteriul un efect de decelerare asupra metabolismului medicamentelor? Deuteriul este capabil să formeze legături chimice mai puternice în cadrul moleculelor de medicamente în comparație cu protiul. Având în vedere că metabolismul medicamentelor implică adesea ruperea unor astfel de legături, legăturile mai puternice înseamnă un metabolism mai lent al medicamentelor.

Oxidul de deuteriu este utilizat ca materie primă pentru generarea diverșilor compuși marcați cu deuteriu, inclusiv ingrediente farmaceutice active deuterate.

Cablu de fibră optică deuterat

În etapa finală de fabricație a fibrei optice, cablurile cu fibră optică sunt tratate cu gaz deuteriu. Anumite tipuri de fibră optică sunt susceptibile la degradarea performanțelor lor optice, fenomen cauzat de reacțiile chimice cu atomii situați în interiorul sau în jurul cablului.

Pentru a atenua această problemă, deuteriul este utilizat pentru a înlocui o parte din protiul prezent în cablurile cu fibră optică. Această substituție reduce viteza de reacție și previne degradarea transmisiei luminii, prelungind în cele din urmă durata de viață a cablului.

Deuterarea semiconductorilor de siliciu și a microcipurilor

Procesul de schimb deuteriu-protiu cu deuteriu gazos (deuteriu 2 ; D 2 ) este utilizat în producerea de semiconductori de siliciu și microcipuri, care sunt adesea utilizate în plăcile de circuit. Recoacerea deuteriului este utilizată pentru a înlocui atomii de protiu cu deuteriu pentru a preveni coroziunea chimică a circuitelor cipurilor și efectele nocive ale efectelor purtătorilor de sarcină fierbinți.

Prin implementarea acestui proces, ciclul de viață al semiconductorilor și microcipurilor poate fi extins și îmbunătățit semnificativ, permițând fabricarea unor cipuri mai mici și cu densitate mai mare.

Deuterarea diodelor organice emițătoare de lumină (OLED)

OLED, acronim pentru Diodă Organică Emițătoare de Lumină (Organic Light Emitting Diode), este un dispozitiv cu peliculă subțire compus din materiale semiconductoare organice. OLED-urile au densități de curent și luminozitate mai mici în comparație cu diodele emițătoare de lumină (LED-uri) tradiționale. Deși OLED-urile sunt mai puțin costisitoare de produs decât LED-urile convenționale, luminozitatea și durata lor de viață nu sunt la fel de mari.

Pentru a obține îmbunătățiri revoluționare în tehnologia OLED, înlocuirea protiului cu deuteriu s-a dovedit a fi o abordare promițătoare. Acest lucru se datorează faptului că deuteriul întărește legăturile chimice din materialele semiconductoare organice utilizate în OLED-uri, ceea ce aduce mai multe avantaje: Degradarea chimică are loc într-un ritm mai lent, prelungind durata de viață a dispozitivului.