Deuterium ialah isotop hidrogen yang stabil. Isotop ini mempunyai sifat yang sedikit berbeza daripada isotop semula jadi yang paling banyak (protium), dan berharga dalam banyak disiplin saintifik, termasuk spektroskopi resonans magnet nuklear dan spektrometri jisim kuantitatif. Ia digunakan untuk mengkaji pelbagai topik, daripada kajian alam sekitar kepada diagnosis penyakit.

Pasaran untuk bahan kimia berlabel isotop yang stabil telah menyaksikan kenaikan harga yang dramatik lebih daripada 200% sepanjang tahun lalu. Trend ini amat ketara dalam harga bahan kimia asas berlabel isotop stabil seperti 13CO2 dan D2O, yang mula meningkat pada separuh pertama 2022. Selain itu, terdapat peningkatan ketara dalam biomolekul berlabel isotop stabil seperti glukosa atau asid amino yang merupakan komponen penting media kultur sel.

Permintaan yang meningkat dan bekalan yang berkurangan membawa kepada harga yang lebih tinggi

Apakah sebenarnya yang mempunyai kesan yang begitu besar terhadap bekalan dan permintaan deuterium sepanjang tahun lalu? Aplikasi baharu bahan kimia berlabel deuterium mewujudkan permintaan yang semakin meningkat untuk deuterium.

Deuterasi bahan farmaseutikal aktif (API)

Atom Deuterium (D, deuterium) mempunyai kesan perencatan pada kadar metabolisme ubat tubuh manusia. Ia telah terbukti sebagai bahan yang selamat dalam ubat terapeutik. Memandangkan sifat kimia deuterium dan protium yang serupa, deuterium boleh digunakan sebagai pengganti protium dalam sesetengah ubat.

Kesan terapeutik ubat tidak akan terjejas dengan ketara oleh penambahan deuterium. Kajian metabolisme telah menunjukkan bahawa ubat yang mengandungi deuterium secara amnya mengekalkan potensi dan potensi penuh. Walau bagaimanapun, ubat yang mengandungi deuterium dimetabolismekan dengan lebih perlahan, selalunya menghasilkan kesan yang berpanjangan, dos yang lebih kecil atau lebih sedikit dan kesan sampingan yang lebih sedikit.

Bagaimanakah deuterium mempunyai kesan melambatkan metabolisme dadah? Deuterium mampu membentuk ikatan kimia yang lebih kuat dalam molekul ubat berbanding protium. Memandangkan metabolisme ubat selalunya melibatkan pemecahan ikatan tersebut, ikatan yang lebih kuat bermakna metabolisme ubat yang lebih perlahan.

Deuterium oksida digunakan sebagai bahan permulaan untuk penjanaan pelbagai sebatian berlabel deuterium, termasuk bahan-bahan farmaseutikal aktif yang telah dideuterasi.

Kabel Gentian Optik Deuterated

Pada peringkat akhir pembuatan gentian optik, kabel gentian optik dirawat dengan gas deuterium. Jenis gentian optik tertentu terdedah kepada kemerosotan prestasi optiknya, fenomena yang disebabkan oleh tindak balas kimia dengan atom yang terletak di dalam atau di sekeliling kabel.

Untuk mengurangkan masalah ini, deuterium digunakan untuk menggantikan beberapa protium yang terdapat dalam kabel gentian optik. Penggantian ini mengurangkan kadar tindak balas dan menghalang kemerosotan penghantaran cahaya, akhirnya memanjangkan hayat kabel.

Deuterasi semikonduktor silikon dan mikrocip

Proses pertukaran deuterium-protium dengan gas deuterium (deuterium 2 ; D 2 ) digunakan dalam pengeluaran semikonduktor silikon dan mikrocip, yang sering digunakan dalam papan litar. Penyepuhlindapan Deuterium digunakan untuk menggantikan atom protium dengan deuterium untuk mengelakkan kakisan kimia litar cip dan kesan berbahaya kesan pembawa panas.

Dengan melaksanakan proses ini, kitaran hayat semikonduktor dan mikrocip boleh dilanjutkan dan dipertingkatkan dengan ketara, membolehkan pembuatan cip berketumpatan yang lebih kecil dan lebih tinggi.

Deuterasi Diod Pemancar Cahaya Organik (OLED)

OLED, akronim untuk Organic Light Emitting Diod, ialah peranti filem nipis yang terdiri daripada bahan semikonduktor organik. OLED mempunyai ketumpatan dan kecerahan arus yang lebih rendah berbanding diod pemancar cahaya (LED) tradisional. Walaupun OLED lebih murah untuk dihasilkan daripada LED konvensional, kecerahan dan hayatnya tidak setinggi itu.

Untuk mencapai peningkatan yang mengubah permainan dalam teknologi OLED, penggantian protium dengan deuterium telah didapati sebagai pendekatan yang menjanjikan. Ini kerana deuterium menguatkan ikatan kimia dalam bahan semikonduktor organik yang digunakan dalam OLED, yang membawa beberapa kelebihan: Degradasi kimia berlaku pada kadar yang lebih perlahan, memanjangkan hayat peranti.