Deuterium je stabilní izotop vodíku. Tento izotop má mírně odlišné vlastnosti od 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 po diagnózu nemocí.

Trh pro stabilní chemikálie označené izotopy zaznamenalo za poslední rok dramatické zvýšení ceny o více než 200%. Tento trend je zvláště výrazný v cenách základních stabilních chemikálií značených izotopem, jako jsou 13CO2 a D2O, které začnou v první polovině roku 2022 stoupat. Kromě toho došlo k významnému nárůstu stabilních izotopových biomolekul, jako jsou glukózy nebo aminokyseliny, které jsou důležitými složkami buněčné kultivace.

Zvýšená poptávka a snížená nabídka vedou k vyšším cenám

Jaký přesně měl takový významný dopad na nabídku a poptávku deuteria za poslední rok? Nové aplikace chemikálií značených deuteriem vytvářejí rostoucí poptávku po deuteriu.

Deuterace aktivních farmaceutických složek (API)

Atomy Deuterium (D, Deuterium) mají inhibiční účinek na rychlost metabolismu léčiva lidského těla. Ukázalo se, že se jedná o bezpečnou složku v terapeutických lécích. S ohledem na podobné chemické vlastnosti Deuteria a Protium lze Deuterium použít jako náhrada za Protium u některých léčivých přípravků.

Terapeutický účinek léčiva nebude významně ovlivněn přidáním deuteria. Studie metabolismu ukázaly, že léky obsahující deuterium obecně zachovávají plnou účinnost a účinnost. Léky obsahující deuterium jsou však metabolizovány pomaleji, což často vede k dlouhodobějším účinkům, menším nebo méně dávkám a méně vedlejším účinkům.

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

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

Deuterovaný kabel optických vláken

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

Pro zmírnění tohoto problému se Deuterium používá k nahrazení některých protifium přítomných v kabelech optických vláken. Tato substituce snižuje reakční rychlost a zabraňuje degradaci přenosu světla, což nakonec prodlouží životnost kabelu.

Deuterace křemíkových polovodičů a mikročipů

Proces výměny deuterium-protia s plynem deuteria (Deuterium 2; D2) se používá při produkci křemíkových polovodičů a mikročipů, které se často používají v deskách obvodů. Deuterium žíhání se používá k nahrazení atomů protlia deuteriem, aby se zabránilo chemické korozi obvodů čipů a škodlivých účinků efektů nosiče.

Implementací tohoto procesu lze životní cyklus polovodičů a mikročipů výrazně prodloužit a zlepšit, což umožňuje výrobu menších a vyšší hustoty.

Deuterace diodů emitujících organické světlo (OLEDS)

OLED, zkratka pro dioda emitující organické světlo, je tenkovrstvé zařízení složené z organických polovodičových materiálů. OLED mají nižší proudové hustoty a jas ve srovnání s tradičními diodami emitujícími světlo (LED). Zatímco produkce OLED jsou levnější než konvenční LED diody, jejich jas a život nejsou tak vysoké.

Aby bylo dosaženo zlepšení technologie OLED měnící se, bylo zjištěno, že nahrazení Protium Deuteriem je slibným přístupem. Je to proto, že Deuterium posiluje chemické vazby v organických polovodičových materiálech používaných v OLED, což přináší několik výhod: chemická degradace dochází pomalejším rychlostí a prodlužuje životnost zařízení.