ดิวเทอเรียมเป็นไอโซโทปเสถียรของไฮโดรเจน ไอโซโทปนี้มีคุณสมบัติแตกต่างเล็กน้อยจากไอโซโทปธรรมชาติ (โปรเทียม) ที่มีมากที่สุด และมีคุณค่าในสาขาวิชาวิทยาศาสตร์มากมาย รวมถึงสเปกโทรสโกปีเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ และแมสสเปกโตรเมทรีเชิงปริมาณ ใช้เพื่อศึกษาหัวข้อต่างๆ ตั้งแต่การศึกษาด้านสิ่งแวดล้อมจนถึงการวินิจฉัยโรค

ตลาดสารเคมีที่มีฉลากไอโซโทปเสถียรมีราคาเพิ่มขึ้นอย่างมากมากกว่า 200% ในปีที่ผ่านมา แนวโน้มนี้เด่นชัดเป็นพิเศษในราคาของสารเคมีพื้นฐานที่มีฉลากไอโซโทปเสถียร เช่น 13CO2 และ D2O ซึ่งจะเริ่มสูงขึ้นในช่วงครึ่งแรกของปี 2565 นอกจากนี้ ยังมีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในโมเลกุลชีวภาพที่มีฉลากไอโซโทปเสถียร เช่น กลูโคส หรือกรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของอาหารเลี้ยงเซลล์

อุปสงค์ที่เพิ่มขึ้นและอุปทานที่ลดลงส่งผลให้ราคาสูงขึ้น

อะไรส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่ออุปสงค์และอุปทานดิวเทอเรียมในปีที่ผ่านมา? การใช้สารเคมีที่มีฉลากดิวทีเรียมแบบใหม่กำลังสร้างความต้องการดิวเทอเรียมที่เพิ่มขึ้น

การดิวเทอเรชันของส่วนผสมทางเภสัชกรรม (API)

อะตอมของดิวเทอเรียม (D, ดิวทีเรียม) มีฤทธิ์ยับยั้งอัตราการเผาผลาญยาของร่างกายมนุษย์ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นส่วนผสมที่ปลอดภัยในยารักษาโรค เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายคลึงกันของดิวทีเรียมและโปรเทียม จึงสามารถใช้ดิวเทอเรียมแทนโปรเทียมในยาบางชนิดได้

ผลการรักษาของยาจะไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากการเติมดิวเทอเรียม การศึกษาเกี่ยวกับการเผาผลาญอาหารแสดงให้เห็นว่ายาที่ประกอบด้วยดิวทีเรียมโดยทั่วไปจะคงไว้ซึ่งประสิทธิภาพและความแรงเต็มที่ อย่างไรก็ตาม ยาที่ประกอบด้วยดิวทีเรียมจะถูกเผาผลาญได้ช้ากว่า ซึ่งมักส่งผลให้เกิดผลกระทบที่ยาวนานขึ้น ปริมาณยาที่น้อยลงหรือน้อยลง และผลข้างเคียงน้อยลง

ดิวทีเรียมมีผลชะลอต่อการเผาผลาญยาอย่างไร? ดิวเทอเรียมสามารถสร้างพันธะเคมีที่แข็งแกร่งขึ้นภายในโมเลกุลของยาเมื่อเปรียบเทียบกับโปรเทียม เนื่องจากการเผาผลาญของยามักจะเกี่ยวข้องกับการทำลายพันธะดังกล่าว พันธะที่แข็งแกร่งหมายถึงการเผาผลาญยาที่ช้าลง

ดิวเทอเรียมออกไซด์ถูกใช้เป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับการสร้างสารประกอบที่มีฉลากดิวทีเรียมต่างๆ รวมถึงส่วนผสมทางเภสัชกรรมที่มีฤทธิ์ดิวทีเรียม

สายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกดิวเทอเรต

ในขั้นตอนสุดท้ายของการผลิตใยแก้วนำแสง สายเคเบิลใยแก้วนำแสงจะถูกบำบัดด้วยก๊าซดิวทีเรียม ใยแก้วนำแสงบางประเภทไวต่อการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพการมองเห็น ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีกับอะตอมที่อยู่ในหรือรอบๆ สายเคเบิล

เพื่อบรรเทาปัญหานี้ ดิวทีเรียมจึงถูกนำมาใช้แทนโปรเทียมบางส่วนที่มีอยู่ในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง การทดแทนนี้จะช่วยลดอัตราการเกิดปฏิกิริยาและป้องกันการเสื่อมสภาพของการส่งผ่านแสง ซึ่งจะช่วยยืดอายุของสายเคเบิลได้ในที่สุด

ดิวเทอเรชันของเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนและไมโครชิป

กระบวนการแลกเปลี่ยนดิวทีเรียม - โปรเทียมกับก๊าซดิวทีเรียม (ดิวทีเรียม 2 ; D 2 ) ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนและไมโครชิปซึ่งมักใช้ในแผงวงจร การหลอมดิวทีเรียมใช้เพื่อแทนที่อะตอมของโปรเทียมด้วยดิวทีเรียม เพื่อป้องกันการกัดกร่อนทางเคมีของวงจรชิปและผลกระทบที่เป็นอันตรายจากผลกระทบของตัวพาร้อน

การนำกระบวนการนี้ไปใช้ จะทำให้วงจรชีวิตของเซมิคอนดักเตอร์และไมโครชิปสามารถขยายและปรับปรุงได้อย่างมาก ช่วยให้สามารถผลิตชิปที่มีขนาดเล็กลงและมีความหนาแน่นสูงขึ้นได้

ดิวเทอเรชันของไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์ (OLED)

OLED เป็นตัวย่อสำหรับ Organic Light Emitting Diode เป็นอุปกรณ์ฟิล์มบางที่ประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์ OLED มีความหนาแน่นและความสว่างของกระแสไฟฟ้าต่ำกว่าเมื่อเทียบกับไดโอดเปล่งแสง (LED) แบบดั้งเดิม แม้ว่า OLED จะมีราคาถูกกว่าในการผลิตมากกว่า LED ทั่วไป แต่ความสว่างและอายุการใช้งานก็ไม่สูงนัก

เพื่อให้บรรลุการปรับปรุงที่เปลี่ยนแปลงเกมในเทคโนโลยี OLED การทดแทนโปรเทียมด้วยดิวทีเรียมถือเป็นแนวทางที่น่าหวัง เนื่องจากดิวทีเรียมเสริมสร้างพันธะเคมีในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์ที่ใช้ใน OLED ซึ่งมีข้อดีหลายประการ: การย่อยสลายทางเคมีเกิดขึ้นในอัตราที่ช้าลง ส่งผลให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์ยาวนานขึ้น