Deuterium je stabilní izotop vodíku. Tento izotop má mírně odlišné vlastnosti od svého nejhojnějšího přírodního izotopu (protium) a je cenný v mnoha vědeckých disciplínách, včetně nukleární magnetické rezonanční spektroskopie a kvantitativní hmotnostní spektrometrie. Používá se ke studiu různých témat, od environmentálních studií až po diagnostiku nemocí.

Trh s chemikáliemi značenými stabilními izotopy zaznamenal za poslední rok dramatický nárůst cen o více než 200 %. Tento trend je patrný zejména u cen základních stabilních izotopově značených chemikálií, jako je 13CO2 a D2O, které začínají růst v první polovině roku 2022. Kromě toho došlo k výraznému nárůstu stabilních izotopově značených biomolekul, jako je glukóza nebo aminokyseliny, které jsou důležitými složkami buněčných kultivačních médií.

Zvýšená poptávka a snížená nabídka vedou k vyšším cenám

Co přesně mělo za poslední rok tak významný dopad na nabídku a poptávku po deuteriu? Nové aplikace chemikálií značených deuteriem vytvářejí rostoucí poptávku po deuteriu.

Deuterace aktivních farmaceutických složek (API)

Atomy deuteria (D, deuterium) mají inhibiční účinek na rychlost metabolismu léčiv v lidském těle. Bylo prokázáno, že je bezpečnou složkou terapeutických léků. Vzhledem k podobným chemickým vlastnostem deuteria a protia lze deuterium použít jako náhradu za protium v ​​některých léčivech.

Léčebný účinek léku nebude přidáním deuteria významně ovlivněn. Metabolické studie ukázaly, že léky obsahující deuterium si obecně zachovávají plnou účinnost a účinnost. Léčiva obsahující deuterium se však metabolizují pomaleji, což má často za následek déletrvající účinky, menší nebo menší dávky a méně vedlejších účinků.

Jak má deuterium zpomalující účinek na metabolismus léků? Deuterium je schopno tvořit silnější chemické vazby v molekulách léčiva ve srovnání s protiem. Vzhledem k tomu, že metabolismus léků často zahrnuje porušení takových vazeb, silnější vazby znamenají pomalejší metabolismus léků.

Oxid deuteria se používá jako výchozí materiál pro výrobu různých sloučenin značených deuteriem, včetně deuterovaných aktivních farmaceutických složek.

Kabel z deuterovaných optických vláken

V konečné fázi výroby optických vláken jsou kabely z optických vláken ošetřeny plynem deuteria. Některé typy optických vláken jsou náchylné k degradaci jejich optického výkonu, což je jev způsobený chemickými reakcemi s atomy umístěnými v kabelu nebo kolem něj.

Ke zmírnění tohoto problému se používá deuterium k nahrazení části protia přítomného v kabelech z optických vláken. Tato náhrada snižuje reakční rychlost a zabraňuje zhoršení propustnosti světla, což v konečném důsledku prodlužuje životnost kabelu.

Deuterace křemíkových polovodičů a mikročipů

Proces výměny deuterium-protium s plynným deuteriem (deuterium 2 ; D 2 ) se využívá při výrobě křemíkových polovodičů a mikročipů, které se často používají v deskách plošných spojů. Žíhání deuteriem se používá k nahrazení atomů protia deuteriem, aby se zabránilo chemické korozi obvodů čipu a škodlivým účinkům účinků horkých nosičů.

Zavedením tohoto procesu lze výrazně prodloužit a zlepšit životní cyklus polovodičů a mikročipů, což umožňuje výrobu čipů s menší a vyšší hustotou.

Deuterace organických světelných diod (OLED)

OLED, zkratka pro Organic Light Emitting Diode, je tenkovrstvé zařízení složené z organických polovodičových materiálů. OLED mají nižší proudovou hustotu a jas ve srovnání s tradičními světelnými diodami (LED). Zatímco výroba OLED je levnější než konvenční LED, jejich jas a životnost nejsou tak vysoké.

Bylo zjištěno, že substituce protia deuteriem je slibným přístupem k dosažení pokrokových vylepšení v technologii OLED. Deuterium totiž posiluje chemické vazby v organických polovodičových materiálech používaných v OLED, což přináší několik výhod: Chemická degradace probíhá pomaleji, čímž se prodlužuje životnost zařízení.