Το δευτέριο είναι ένα σταθερό ισότοπο του υδρογόνου. Αυτό το ισότοπο έχει ελαφρώς διαφορετικές ιδιότητες από το πιο άφθονο φυσικό ισότοπό του (πρώτιο) και είναι πολύτιμο σε πολλούς επιστημονικούς κλάδους, συμπεριλαμβανομένης της φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού και της ποσοτικής φασματομετρίας μάζας. Χρησιμοποιείται για τη μελέτη μιας ποικιλίας θεμάτων, από περιβαλλοντικές μελέτες έως τη διάγνωση ασθενειών.

Η αγορά χημικών ουσιών με σταθερή ισοτοπική σήμανση έχει σημειώσει δραματική αύξηση τιμών άνω του 200% τον τελευταίο χρόνο. Αυτή η τάση είναι ιδιαίτερα έντονη στις τιμές των βασικών χημικών ουσιών με σταθερή ισοτοπική σήμανση, όπως το 13CO2 και το D2O, οι οποίες αρχίζουν να αυξάνονται το πρώτο εξάμηνο του 2022. Επιπλέον, έχει σημειωθεί σημαντική αύξηση στα βιομόρια με σταθερή ισοτοπική σήμανση, όπως η γλυκόζη ή τα αμινοξέα, που αποτελούν σημαντικά συστατικά των μέσων κυτταροκαλλιέργειας.

Η αυξημένη ζήτηση και η μειωμένη προσφορά οδηγούν σε υψηλότερες τιμές

Τι ακριβώς είχε τόσο σημαντικό αντίκτυπο στην προσφορά και ζήτηση δευτερίου τον τελευταίο χρόνο; Οι νέες εφαρμογές χημικών ουσιών με σήμανση δευτέριο δημιουργούν αυξανόμενη ζήτηση για δευτέριο.

Δευτερίωση δραστικών φαρμακευτικών συστατικών (APIs)

Τα άτομα δευτερίου (D, δευτέριο) έχουν ανασταλτική επίδραση στον ρυθμό μεταβολισμού των φαρμάκων στο ανθρώπινο σώμα. Έχει αποδειχθεί ότι είναι ένα ασφαλές συστατικό σε θεραπευτικά φάρμακα. Λόγω των παρόμοιων χημικών ιδιοτήτων του δευτερίου και του πρωτονίου, το δευτέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατο του πρωτονίου σε ορισμένα φάρμακα.

Η θεραπευτική δράση του φαρμάκου δεν θα επηρεαστεί σημαντικά από την προσθήκη δευτερίου. Μελέτες μεταβολισμού έχουν δείξει ότι τα φάρμακα που περιέχουν δευτέριο διατηρούν γενικά την πλήρη ισχύ και ισχύ τους. Ωστόσο, τα φάρμακα που περιέχουν δευτέριο μεταβολίζονται πιο αργά, με αποτέλεσμα συχνά μεγαλύτερης διάρκειας επιδράσεις, μικρότερες ή λιγότερες δόσεις και λιγότερες παρενέργειες.

Πώς το δευτέριο έχει επιβραδυντική επίδραση στον μεταβολισμό των φαρμάκων; Το δευτέριο είναι ικανό να σχηματίζει ισχυρότερους χημικούς δεσμούς εντός των μορίων των φαρμάκων σε σύγκριση με το πρωτίο. Δεδομένου ότι ο μεταβολισμός των φαρμάκων συχνά περιλαμβάνει τη διάσπαση τέτοιων δεσμών, ισχυρότεροι δεσμοί σημαίνουν βραδύτερο μεταβολισμό των φαρμάκων.

Το οξείδιο του δευτερίου χρησιμοποιείται ως αρχική ύλη για την παραγωγή διαφόρων ενώσεων επισημασμένων με δευτέριο, συμπεριλαμβανομένων δευτεριωμένων δραστικών φαρμακευτικών συστατικών.

Καλώδιο οπτικών ινών δευτεριωμένου τύπου

Στο τελικό στάδιο της κατασκευής οπτικών ινών, τα καλώδια οπτικών ινών υποβάλλονται σε επεξεργασία με αέριο δευτέριο. Ορισμένοι τύποι οπτικών ινών είναι ευάλωτοι στην υποβάθμιση της οπτικής τους απόδοσης, ένα φαινόμενο που προκαλείται από χημικές αντιδράσεις με άτομα που βρίσκονται μέσα ή γύρω από το καλώδιο.

Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, χρησιμοποιείται δευτέριο για την αντικατάσταση μέρους του πρωτονίου που υπάρχει στα καλώδια οπτικών ινών. Αυτή η υποκατάσταση μειώνει τον ρυθμό αντίδρασης και αποτρέπει την υποβάθμιση της μετάδοσης του φωτός, παρατείνοντας τελικά τη διάρκεια ζωής του καλωδίου.

Δευτερίωση ημιαγωγών πυριτίου και μικροτσίπ

Η διαδικασία ανταλλαγής δευτερίου-πρωτίου με αέριο δευτέριο (δευτέριο 2 ; D 2 ) χρησιμοποιείται στην παραγωγή ημιαγωγών πυριτίου και μικροτσίπ, τα οποία χρησιμοποιούνται συχνά σε πλακέτες κυκλωμάτων. Η ανόπτηση δευτερίου χρησιμοποιείται για την αντικατάσταση ατόμων πρωτονίου με δευτέριο για την πρόληψη της χημικής διάβρωσης των κυκλωμάτων τσιπ και των επιβλαβών επιπτώσεων των φαινομένων θερμών φορέων.

Με την εφαρμογή αυτής της διαδικασίας, ο κύκλος ζωής των ημιαγωγών και των μικροτσίπ μπορεί να παραταθεί και να βελτιωθεί σημαντικά, επιτρέποντας την κατασκευή μικρότερων και υψηλότερης πυκνότητας τσιπ.

Δευτερίωση οργανικών διόδων εκπομπής φωτός (OLED)

Το OLED, αρκτικόλεξο για το Organic Light Emitting Diode (Οργανική Δίοδος Εκπομπής Φωτός), είναι μια συσκευή λεπτής μεμβράνης που αποτελείται από οργανικά ημιαγωγικά υλικά. Οι OLED έχουν χαμηλότερη πυκνότητα ρεύματος και φωτεινότητα σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διόδους εκπομπής φωτός (LED). Ενώ οι OLED είναι λιγότερο ακριβές στην παραγωγή από τις συμβατικές LED, η φωτεινότητα και η διάρκεια ζωής τους δεν είναι τόσο υψηλές.

Για την επίτευξη ριζοσπαστικών βελτιώσεων στην τεχνολογία OLED, η αντικατάσταση του πρωτονίου από δευτέριο έχει αποδειχθεί μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση. Αυτό συμβαίνει επειδή το δευτέριο ενισχύει τους χημικούς δεσμούς στα οργανικά ημιαγωγικά υλικά που χρησιμοποιούνται στις OLED, γεγονός που προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα: Η χημική υποβάθμιση συμβαίνει με βραδύτερο ρυθμό, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής της συσκευής.