الديوتيريوم هو نظير ثابت للهيدروجين.هذا النظير له خصائص مختلفة قليلاً عن نظيره الطبيعي الأكثر وفرة (البروتيوم) ، وهو ذو قيمة في العديد من التخصصات العلمية ، بما في ذلك التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي وقياس الطيف الكتلي الكمي.يتم استخدامه لدراسة مجموعة متنوعة من الموضوعات ، من الدراسات البيئية إلى تشخيص الأمراض.

شهد سوق المواد الكيميائية المستقرة المسمى بالنظائر زيادة هائلة في الأسعار بأكثر من 200٪ خلال العام الماضي.يتجلى هذا الاتجاه بشكل خاص في أسعار المواد الكيميائية الأساسية التي تحمل علامات النظائر المستقرة مثل 13CO2 و D2O ، والتي بدأت في الارتفاع في النصف الأول من عام 2022. بالإضافة إلى ذلك ، كانت هناك زيادة كبيرة في الجزيئات الحيوية المستقرة المسمى بالنظائر مثل الجلوكوز أو الأحماض الأمينية التي تعتبر مكونات مهمة لوسائط زراعة الخلايا.

زيادة الطلب وانخفاض العرض يؤدي إلى ارتفاع الأسعار

ما الذي كان له مثل هذا التأثير الكبير على عرض الديوتيريوم وطلبه خلال العام الماضي؟تؤدي التطبيقات الجديدة للمواد الكيميائية التي تحمل علامات الديوتيريوم إلى زيادة الطلب على الديوتيريوم.

تخفيف المكونات الصيدلانية الفعالة (APIs)

ذرات الديوتيريوم (D ، الديوتيريوم) لها تأثير مثبط على معدل التمثيل الغذائي للدواء في جسم الإنسان.لقد ثبت أنه عنصر آمن في الأدوية العلاجية.في ضوء الخصائص الكيميائية المتشابهة للديوتيريوم والبروتيوم ، يمكن استخدام الديوتيريوم كبديل للبروتيوم في بعض الأدوية.

لن يتأثر التأثير العلاجي للدواء بشكل كبير بإضافة الديوتيريوم.أظهرت دراسات الأيض أن الأدوية المحتوية على الديوتيريوم تحتفظ عمومًا بالفاعلية والفعالية الكاملة.ومع ذلك ، فإن الأدوية المحتوية على الديوتيريوم يتم استقلابها بشكل أبطأ ، مما يؤدي غالبًا إلى تأثيرات طويلة الأمد ، وجرعات أصغر أو أقل ، وآثار جانبية أقل.

كيف يكون للديوتيريوم تأثير تباطؤ على استقلاب الدواء؟الديوتيريوم قادر على تكوين روابط كيميائية أقوى داخل جزيئات الدواء مقارنة بالبروتيوم.بالنظر إلى أن استقلاب الأدوية غالبًا ما ينطوي على كسر هذه الروابط ، فإن الروابط الأقوى تعني استقلاب الدواء أبطأ.

يستخدم أكسيد الديوتيريوم كمواد أولية لتوليد مركبات الديوتيريوم المختلفة ، بما في ذلك المكونات الصيدلانية الفعالة منزوعة الدوتريوم.

كابل الألياف البصرية منزوع الدهن

في المرحلة الأخيرة من تصنيع الألياف الضوئية ، يتم معالجة كابلات الألياف الضوئية بغاز الديوتيريوم.هناك أنواع معينة من الألياف الضوئية عرضة لتدهور أدائها البصري ، وهي ظاهرة ناتجة عن تفاعلات كيميائية مع ذرات موجودة في الكبل أو حوله.

للتخفيف من هذه المشكلة ، يتم استخدام الديوتيريوم ليحل محل بعض البروتيوم الموجود في كابلات الألياف البصرية.يقلل هذا الاستبدال من معدل التفاعل ويمنع تدهور انتقال الضوء ، مما يؤدي في النهاية إلى إطالة عمر الكابل.

التخثر في أشباه الموصلات السيليكونية والرقائق الدقيقة

تُستخدم عملية تبادل الديوتيريوم والبروتيوم مع غاز الديوتيريوم (الديوتيريوم 2 ؛ D 2) في إنتاج أشباه موصلات السيليكون والرقائق الدقيقة ، والتي غالبًا ما تستخدم في لوحات الدوائر.يتم استخدام التلدين بالديوتيريوم لاستبدال ذرات البروتيوم بالديوتيريوم لمنع التآكل الكيميائي لدوائر الرقائق والآثار الضارة للتأثيرات الحاملة الساخنة.

من خلال تنفيذ هذه العملية ، يمكن إطالة دورة حياة أشباه الموصلات والرقائق الدقيقة وتحسينها بشكل كبير ، مما يسمح بتصنيع رقائق أصغر وأعلى كثافة.

تخفيف الثنائيات العضوية الباعثة للضوء (OLEDs)

OLED ، اختصار لـ "الصمام الثنائي الباعث للضوء العضوي" ، عبارة عن جهاز رقيق يتكون من مواد عضوية شبه موصلة.تتميز OLED بكثافة سطوع تيار أقل مقارنة بالديودات الباعثة للضوء التقليدية (LED).في حين أن إنتاج OLEDs أقل تكلفة من مصابيح LED التقليدية ، إلا أن سطوعها وعمرها ليس مرتفعًا.

لتحقيق تحسينات مغيرة للعبة في تقنية OLED ، تم العثور على استبدال البروتيوم بالديوتيريوم ليكون نهجًا واعدًا.وذلك لأن الديوتيريوم يقوي الروابط الكيميائية في مواد أشباه الموصلات العضوية المستخدمة في OLEDs ، مما يجلب العديد من المزايا: يحدث التحلل الكيميائي بمعدل أبطأ ، مما يطيل من عمر الجهاز.