Deutérium je stabilný izotop vodíka. Tento izotop má mierne odlišné vlastnosti od svojho najrozšírenejšieho prírodného izotopu (protium) a je cenný v mnohých vedeckých disciplínach vrátane spektroskopie nukleárnej magnetickej rezonancie a kvantitatívnej hmotnostnej spektrometrie. Používa sa na štúdium rôznych tém, od environmentálnych štúdií až po diagnostiku chorôb.

Trh s chemikáliami značenými stabilnými izotopmi zaznamenal za posledný rok dramatický nárast cien o viac ako 200 %. Tento trend je obzvlášť výrazný v cenách základných chemikálií značených stabilnými izotopmi, ako sú 13CO2 a D2O, ktoré začnú rásť v prvej polovici roka 2022. Okrem toho došlo k výraznému nárastu biomolekúl značených stabilnými izotopmi, ako je glukóza alebo aminokyseliny, ktoré sú dôležitými zložkami kultivačných médií pre bunky.

Zvýšený dopyt a znížená ponuka vedú k vyšším cenám

Čo presne malo v uplynulom roku taký významný vplyv na ponuku a dopyt po deutériu? Nové aplikácie chemikálií značených deutériom vytvárajú rastúci dopyt po deutériu.

Deuterácia účinných látok (API)

Atómy deutéria (D, deutérium) majú inhibičný účinok na rýchlosť metabolizmu liekov v ľudskom tele. Ukázalo sa, že je bezpečnou zložkou terapeutických liekov. Vzhľadom na podobné chemické vlastnosti deutéria a protia sa deutérium môže použiť ako náhrada protia v niektorých liekoch.

Terapeutický účinok lieku nebude pridaním deutéria významne ovplyvnený. Štúdie metabolizmu ukázali, že lieky obsahujúce deutérium si vo všeobecnosti zachovávajú plnú účinnosť a účinnosť. Lieky obsahujúce deutérium sa však metabolizujú pomalšie, čo často vedie k dlhšie trvajúcim účinkom, menším alebo menším dávkam a menšiemu počtu vedľajších účinkov.

Aký má deutérium spomaľujúci účinok na metabolizmus liekov? Deutérium je schopné tvoriť silnejšie chemické väzby v molekulách liekov v porovnaní s protiom. Vzhľadom na to, že metabolizmus liekov často zahŕňa prerušenie takýchto väzieb, silnejšie väzby znamenajú pomalší metabolizmus liekov.

Oxid deutéria sa používa ako východiskový materiál na výrobu rôznych zlúčenín značených deutériom, vrátane deuterovaných účinných látok vo farmaceutických produktoch.

Deuterovaný optický kábel

V záverečnej fáze výroby optických vlákien sa optické káble ošetrujú deutériovým plynom. Niektoré typy optických vlákien sú náchylné na degradáciu svojho optického výkonu, čo je jav spôsobený chemickými reakciami s atómami nachádzajúcimi sa v kábli alebo v jeho okolí.

Na zmiernenie tohto problému sa používa deutérium ako náhrada časti protia prítomného v optických kábloch. Táto substitúcia znižuje reakčnú rýchlosť a zabraňuje degradácii prenosu svetla, čím sa v konečnom dôsledku predlžuje životnosť kábla.

Deuterácia kremíkových polovodičov a mikročipov

Proces výmeny deutéria a protia za plynný deutérium (deutérium 2 ; D 2 ) sa používa pri výrobe kremíkových polovodičov a mikročipov, ktoré sa často používajú v doskách plošných spojov. Žíhanie deutériom sa používa na nahradenie atómov protia deutériom, aby sa zabránilo chemickej korózii obvodov čipov a škodlivým účinkom horúcich nosičov náboja.

Implementáciou tohto procesu je možné výrazne predĺžiť a zlepšiť životný cyklus polovodičov a mikročipov, čo umožňuje výrobu menších čipov s vyššou hustotou.

Deuterácia organických diód emitujúcich svetlo (OLED)

OLED, skratka pre Organic Light Emitting Diode (Organická dióda emitujúca svetlo), je tenkovrstvové zariadenie zložené z organických polovodičových materiálov. OLED majú v porovnaní s tradičnými diódami emitujúcimi svetlo (LED) nižšiu prúdovú hustotu a jas. Hoci je výroba OLED lacnejšia ako u bežných LED diód, ich jas a životnosť nie sú také vysoké.

Na dosiahnutie prelomových zlepšení v technológii OLED sa ukázalo, že sľubným prístupom je nahradenie protia deutériom. Je to preto, že deutérium posilňuje chemické väzby v organických polovodičových materiáloch používaných v OLED, čo prináša niekoľko výhod: Chemická degradácia prebieha pomalšie, čím sa predlžuje životnosť zariadenia.