Deuterium là một đồng vị ổn định của hydro.Đồng vị này có các tính chất hơi khác so với đồng vị tự nhiên phong phú nhất của nó (protium) và có giá trị trong nhiều ngành khoa học, bao gồm quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân và quang phổ khối lượng định lượng.Nó được sử dụng để nghiên cứu nhiều chủ đề khác nhau, từ nghiên cứu môi trường đến chẩn đoán bệnh.

Thị trường hóa chất được dán nhãn đồng vị ổn định đã chứng kiến ​​sự tăng giá mạnh mẽ hơn 200% trong năm qua.Xu hướng này đặc biệt rõ rệt về giá của các hóa chất cơ bản được dán nhãn đồng vị ổn định như 13CO2 và D2O, bắt đầu tăng vào nửa đầu năm 2022. Ngoài ra, đã có sự gia tăng đáng kể các phân tử sinh học được dán nhãn đồng vị ổn định như glucose hoặc axit amin là thành phần quan trọng của môi trường nuôi cấy tế bào.

Nhu cầu tăng và nguồn cung giảm dẫn đến giá cao hơn

Chính xác thì điều gì đã có tác động đáng kể đến cung và cầu deuterium trong năm qua?Các ứng dụng mới của các hóa chất được dán nhãn deuterium đang tạo ra nhu cầu ngày càng tăng đối với deuterium.

Khử màu hoạt chất dược phẩm (API)

Các nguyên tử deuterium (D, deuterium) có tác dụng ức chế tốc độ chuyển hóa thuốc của cơ thể con người.Nó đã được chứng minh là một thành phần an toàn trong các loại thuốc điều trị.Do tính chất hóa học tương tự của đơteri và protium, đơteri có thể được sử dụng thay thế cho protium trong một số loại thuốc.

Hiệu quả điều trị của thuốc sẽ không bị ảnh hưởng đáng kể khi bổ sung deuterium.Các nghiên cứu về trao đổi chất đã chỉ ra rằng các loại thuốc chứa deuterium thường giữ được hiệu lực và hiệu lực đầy đủ.Tuy nhiên, các loại thuốc chứa deuterium được chuyển hóa chậm hơn, thường mang lại hiệu quả lâu dài hơn, liều lượng nhỏ hơn hoặc ít hơn và ít tác dụng phụ hơn.

Làm thế nào để deuterium có tác dụng giảm tốc độ chuyển hóa thuốc?Deuterium có khả năng hình thành các liên kết hóa học mạnh hơn trong các phân tử thuốc so với protium.Cho rằng quá trình chuyển hóa thuốc thường liên quan đến việc phá vỡ các liên kết như vậy, liên kết mạnh hơn có nghĩa là quá trình chuyển hóa thuốc chậm hơn.

Đơteri oxit được sử dụng làm nguyên liệu ban đầu để tạo ra các hợp chất có nhãn đơteri khác nhau, bao gồm các thành phần dược phẩm hoạt tính đã khử màu.

Cáp quang khử màu

Trong giai đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất sợi quang, cáp quang được xử lý bằng khí deuterium.Một số loại sợi quang dễ bị suy giảm hiệu suất quang học, một hiện tượng gây ra bởi các phản ứng hóa học với các nguyên tử nằm trong hoặc xung quanh cáp.

Để giảm bớt vấn đề này, deuterium được sử dụng để thay thế một số protium có trong cáp quang.Sự thay thế này làm giảm tốc độ phản ứng và ngăn chặn sự suy giảm khả năng truyền ánh sáng, cuối cùng là kéo dài tuổi thọ của cáp.

Khử màu của chất bán dẫn silicon và vi mạch

Quá trình trao đổi deuterium-protium với khí deuterium (deuterium 2 ; D 2 ) được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn silicon và vi mạch, thường được sử dụng trong bảng mạch.Ủ deuterium được sử dụng để thay thế các nguyên tử protium bằng deuterium để ngăn chặn sự ăn mòn hóa học của mạch chip và tác hại của hiệu ứng chất mang nóng.

Bằng cách thực hiện quy trình này, vòng đời của chất bán dẫn và vi mạch có thể được kéo dài và cải thiện đáng kể, cho phép sản xuất chip nhỏ hơn và mật độ cao hơn.

Deuteration của điốt phát sáng hữu cơ (OLED)

OLED, từ viết tắt của Organic Light Emitting Diode, là một thiết bị màng mỏng bao gồm các vật liệu bán dẫn hữu cơ.OLED có mật độ dòng điện và độ sáng thấp hơn so với điốt phát quang (LED) truyền thống.Mặc dù sản xuất OLED ít tốn kém hơn so với đèn LED thông thường nhưng độ sáng và tuổi thọ của chúng không cao bằng.

Để đạt được những cải tiến mang tính thay đổi cuộc chơi trong công nghệ OLED, việc thay thế protium bằng deuterium đã được coi là một phương pháp đầy hứa hẹn.Điều này là do đơteri củng cố các liên kết hóa học trong vật liệu bán dẫn hữu cơ được sử dụng trong OLED, mang lại một số lợi thế: Sự phân hủy hóa học xảy ra với tốc độ chậm hơn, kéo dài tuổi thọ của thiết bị.