Deuterium er stöðug samsæta vetnis. Þessi samsæta hefur aðeins aðra eiginleika en algengasta náttúrulega samsætan (prótíum) og er dýrmæt í mörgum vísindagreinum, þar á meðal kjarnasegulómun litrófsgreiningar og magnmassagreiningar. Það er notað til að rannsaka margvísleg efni, allt frá umhverfisrannsóknum til sjúkdómsgreiningar.

Markaðurinn fyrir stöðugt samsætumerkt efni hefur orðið fyrir gríðarlegri verðhækkun um meira en 200% undanfarið ár. Þessi þróun er sérstaklega áberandi í verði á stöðugum samsætumerktum efnum eins og 13CO2 og D2O, sem byrjar að hækka á fyrri hluta árs 2022. Auk þess hefur orðið veruleg hækkun á stöðugum samsætumerktum lífsameindum eins og glúkósa eða amínósýrur sem eru mikilvægir þættir frumuræktunarmiðla.

Aukin eftirspurn og minna framboð leiða til hærra verðs

Hvað nákvæmlega hefur haft svona mikil áhrif á framboð og eftirspurn eftir tvívínu á síðasta ári? Ný notkun á deuterium-merktum efnum skapar vaxandi eftirspurn eftir deuterium.

Deuteration of active pharmaceutical ingredients (API)

Deuterium (D, deuterium) atóm hafa hamlandi áhrif á efnaskiptahraða lyfja í mannslíkamanum. Sýnt hefur verið fram á að það sé öruggt innihaldsefni í lækningalyfjum. Með hliðsjón af svipuðum efnafræðilegum eiginleikum deuterium og prótíums, er hægt að nota deuterium sem staðgengill fyrir prótíum í sumum lyfjum.

Meðferðaráhrif lyfsins verða ekki fyrir marktækum áhrifum af því að bæta við deuterium. Efnaskiptarannsóknir hafa sýnt að lyf sem innihalda deuterium halda almennt fullum krafti og styrkleika. Hins vegar umbrotna lyf sem innihalda deuterium hægar, sem oft hefur í för með sér langvarandi áhrif, minni eða færri skammta og færri aukaverkanir.

Hvernig hefur deuterium hægfara áhrif á umbrot lyfja? Deuterium er fær um að mynda sterkari efnatengi innan lyfjasameinda samanborið við prótíum. Í ljósi þess að umbrot lyfja felur oft í sér að slík tengsl rofna, þýða sterkari tengsl hægari umbrot lyfja.

Deuterium oxíð er notað sem upphafsefni fyrir myndun ýmissa deuterium-merktra efnasambanda, þar á meðal deuterated virk lyfjaefni.

Deuterated ljósleiðarasnúra

Á lokastigi ljósleiðaraframleiðslu eru ljósleiðarar meðhöndlaðir með deuterium gasi. Ákveðnar tegundir ljósleiðara eru viðkvæmar fyrir niðurbroti á sjónrænni frammistöðu þeirra, fyrirbæri sem stafar af efnahvörfum við atóm sem eru staðsett í eða í kringum kapalinn.

Til að draga úr þessu vandamáli er deuterium notað til að skipta um hluta af prótíuminu sem er til staðar í ljósleiðarunum. Þessi skipting dregur úr viðbragðshraða og kemur í veg fyrir niðurbrot á ljóssendingu, sem lengir endanlega endingu kapalsins.

Deutering kísilhálfleiðara og örflaga

Ferlið við deuterium-prótíumskipti við deuteriumgas (deuterium 2 ; D 2 ) er notað við framleiðslu á kísilhálfleiðurum og örflögum, sem oft eru notaðir í hringrásartöflur. Deuterium annealing er notað til að skipta um prótíum atóm með deuterium til að koma í veg fyrir efnafræðilega tæringu á flísrásum og skaðlegum áhrifum heitra burðaráhrifa.

Með því að innleiða þetta ferli er hægt að lengja og bæta líftíma hálfleiðara og örflaga verulega, sem gerir kleift að framleiða smærri og meiri þéttleika flísar.

Deuteration of Organic Light Emitting Diodes (OLED)

OLED, skammstöfun fyrir Organic Light Emitting Diode, er þunnfilmu tæki sem samanstendur af lífrænum hálfleiðurum. OLED hafa lægri straumþéttleika og birtustig samanborið við hefðbundnar ljósdíóða (LED). Þó að OLED séu ódýrari í framleiðslu en hefðbundin LED, þá er birta þeirra og endingartími ekki eins hár.

Til að ná fram leikbreytandi endurbótum í OLED tækni hefur reynst vænleg nálgun að skipta út prótíum með deuterium. Þetta er vegna þess að deuterium styrkir efnatengi í lífrænum hálfleiðurum sem notuð eru í OLED, sem hefur nokkra kosti í för með sér: Efnafræðileg niðurbrot á sér stað á hægari hraða, sem lengir endingu tækisins.