Deuter jest stabilnym izotopem wodoru. Izotop ten ma nieco inne właściwości niż jego najobficiej występujący naturalny izotop (prot) i jest cenny w wielu dyscyplinach naukowych, w tym w spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego i ilościowej spektrometrii mas. Służy do badania różnych tematów, od badań środowiskowych po diagnostykę chorób.

Rynek stabilnych chemikaliów znakowanych izotopami odnotował w ciągu ostatniego roku dramatyczny wzrost cen, wynoszący ponad 200%. Tendencja ta jest szczególnie widoczna w przypadku cen podstawowych stabilnych chemikaliów znakowanych izotopami, takich jak 13CO2 i D2O, które zaczynają rosnąć w pierwszej połowie 2022 r. Ponadto znaczny wzrost odnotowano w przypadku stabilnych biomolekuł znakowanych izotopami, takich jak glukoza lub aminokwasy, które są ważnymi składnikami pożywek do hodowli komórkowych.

Zwiększony popyt i zmniejszona podaż prowadzą do wyższych cen

Co dokładnie miało tak znaczący wpływ na podaż i popyt na deuter w ciągu ostatniego roku? Nowe zastosowania chemikaliów znakowanych deuterem powodują rosnące zapotrzebowanie na deuter.

Deuteracja aktywnych składników farmaceutycznych (API)

Atomy deuteru (D, deuter) działają hamująco na tempo metabolizmu leków w organizmie człowieka. Wykazano, że jest to bezpieczny składnik leków terapeutycznych. Ze względu na podobne właściwości chemiczne deuteru i protu, deuter może być stosowany jako substytut protu w niektórych lekach.

Dodatek deuteru nie wpłynie znacząco na działanie terapeutyczne leku. Badania metabolizmu wykazały, że leki zawierające deuter na ogół zachowują pełną moc i siłę działania. Jednakże leki zawierające deuter są metabolizowane wolniej, co często skutkuje długotrwałymi efektami, mniejszymi lub mniejszymi dawkami i mniejszą liczbą skutków ubocznych.

W jaki sposób deuter spowalnia metabolizm leków? Deuter jest zdolny do tworzenia silniejszych wiązań chemicznych w cząsteczkach leku w porównaniu do protu. Biorąc pod uwagę, że metabolizm leków często wiąże się z rozrywaniem takich wiązań, silniejsze wiązania oznaczają wolniejszy metabolizm leków.

Tlenek deuteru stosuje się jako materiał wyjściowy do wytwarzania różnych związków znakowanych deuterem, w tym deuterowanych aktywnych składników farmaceutycznych.

Deuterowany kabel światłowodowy

Na ostatnim etapie produkcji światłowodów kable światłowodowe poddaje się działaniu gazowego deuteru. Niektóre typy włókien optycznych są podatne na pogorszenie parametrów optycznych. Jest to zjawisko spowodowane reakcjami chemicznymi z atomami znajdującymi się w kablu lub wokół niego.

Aby złagodzić ten problem, stosuje się deuter w celu zastąpienia części protu obecnego w kablach światłowodowych. To zastąpienie zmniejsza szybkość reakcji i zapobiega degradacji transmisji światła, ostatecznie wydłużając żywotność kabla.

Deuteracja półprzewodników i mikrochipów krzemowych

Proces wymiany deuter-prot na gazowy deuter (deuter 2 ; D 2 ) wykorzystywany jest do produkcji krzemowych półprzewodników i mikrochipów, które są często stosowane w płytkach drukowanych. Wyżarzanie deuteru stosuje się w celu zastąpienia atomów protu deuterem, aby zapobiec korozji chemicznej obwodów chipowych i szkodliwym skutkom działania gorącego nośnika.

Wdrażając ten proces, można znacznie wydłużyć i poprawić cykl życia półprzewodników i mikrochipów, umożliwiając produkcję chipów o mniejszej gęstości i większej gęstości.

Deuteracja organicznych diod elektroluminescencyjnych (OLED)

OLED, skrót od Organic Light Emitting Diode, to cienkowarstwowe urządzenie składające się z organicznych materiałów półprzewodnikowych. Diody OLED mają niższą gęstość prądu i jasność w porównaniu z tradycyjnymi diodami elektroluminescencyjnymi (LED). Chociaż diody OLED są tańsze w produkcji niż konwencjonalne diody LED, ich jasność i żywotność nie są tak wysokie.

Stwierdzono, że obiecujące podejście do osiągnięcia przełomowych ulepszeń w technologii OLED polega na zastąpieniu protu deuterem. Dzieje się tak, ponieważ deuter wzmacnia wiązania chemiczne w organicznych materiałach półprzewodnikowych stosowanych w diodach OLED, co ma kilka zalet: Degradacja chemiczna zachodzi wolniej, co wydłuża żywotność urządzenia.