Дейтерий — стабильный изотоп водорода. Этот изотоп немного отличается по свойствам от своего наиболее распространенного природного изотопа (протия) и имеет ценность во многих научных дисциплинах, включая спектроскопию ядерного магнитного резонанса и количественную масс-спектрометрию. Он используется для изучения самых разных тем: от исследований окружающей среды до диагностики заболеваний.

На рынке химических веществ, меченных стабильными изотопами, за последний год наблюдался резкий рост цен более чем на 200%. Эта тенденция особенно выражена в ценах на основные химические вещества, меченные стабильными изотопами, такие как 13CO2 и D2O, которые начнут расти в первой половине 2022 года. Кроме того, наблюдается значительный рост цен на биомолекулы, меченные стабильными изотопами, такие как глюкоза. или аминокислоты, которые являются важными компонентами сред для культивирования клеток.

Увеличение спроса и сокращение предложения приводят к росту цен.

Что именно оказало столь существенное влияние на спрос и предложение дейтерия за последний год? Новые применения химикатов, меченных дейтерием, создают растущий спрос на дейтерий.

Дейтерирование активных фармацевтических ингредиентов (АФИ)

Атомы дейтерия (D, deuterium) оказывают ингибирующее действие на скорость метаболизма лекарств в организме человека. Было доказано, что он является безопасным ингредиентом в терапевтических лекарствах. Учитывая сходство химических свойств дейтерия и протия, дейтерий можно использовать в качестве заменителя протия в некоторых лекарствах.

На терапевтический эффект препарата добавление дейтерия существенно не повлияет. Исследования метаболизма показали, что дейтерийсодержащие препараты обычно сохраняют полную эффективность и эффективность. Однако препараты, содержащие дейтерий, метаболизируются медленнее, что часто приводит к более длительному эффекту, меньшим или меньшим дозам и меньшему количеству побочных эффектов.

Каким образом дейтерий замедляет метаболизм лекарств? Дейтерий способен образовывать более прочные химические связи внутри молекул лекарств по сравнению с протием. Учитывая, что метаболизм лекарств часто предполагает разрыв таких связей, более сильные связи означают более медленный метаболизм лекарств.

Оксид дейтерия используется в качестве исходного материала для получения различных меченных дейтерием соединений, в том числе дейтерированных активных фармацевтических ингредиентов.

Дейтерированный оптоволоконный кабель

На заключительном этапе производства оптоволокна оптоволоконные кабели обрабатываются газообразным дейтерием. Оптические характеристики некоторых типов оптического волокна подвержены ухудшению — явление, вызванное химическими реакциями с атомами, расположенными внутри кабеля или вокруг него.

Чтобы решить эту проблему, дейтерий используется для замены части протия, присутствующего в оптоволоконных кабелях. Такая замена снижает скорость реакции и предотвращает ухудшение светопропускания, что в конечном итоге продлевает срок службы кабеля.

Дейтерирование кремниевых полупроводников и микрочипов

Процесс дейтерий-протиевого обмена с газообразным дейтерием (дейтерий 2 ; D 2 ) используется при производстве кремниевых полупроводников и микросхем, которые часто используются в печатных платах. Отжиг дейтерия используется для замены атомов протия дейтерием для предотвращения химической коррозии микросхем и вредного воздействия эффектов горячих носителей.

Внедряя этот процесс, жизненный цикл полупроводников и микрочипов может быть значительно продлен и улучшен, что позволит производить чипы меньшего размера и с более высокой плотностью.

Дейтерирование органических светоизлучающих диодов (OLED)

OLED, аббревиатура от Organic Light Emitting Diode, представляет собой тонкопленочное устройство, состоящее из органических полупроводниковых материалов. OLED имеют более низкую плотность тока и яркость по сравнению с традиционными светодиодами (LED). Хотя производство OLED дешевле, чем обычных светодиодов, их яркость и срок службы не такие высокие.

Было обнаружено, что для достижения революционных улучшений в технологии OLED замена протия дейтерием является многообещающим подходом. Это связано с тем, что дейтерий укрепляет химические связи в органических полупроводниковых материалах, используемых в органических светодиодах, что дает несколько преимуществ: химическое разложение происходит медленнее, что продлевает срок службы устройства.