ड्युटेरियम हा हायड्रोजनचा स्थिर समस्थानिक आहे. या समस्थानिकेमध्ये त्याच्या सर्वात विपुल नैसर्गिक समस्थानिक (प्रोटियम) पेक्षा थोडे वेगळे गुणधर्म आहेत, आणि न्यूक्लियर मॅग्नेटिक रेझोनान्स स्पेक्ट्रोस्कोपी आणि परिमाणात्मक मास स्पेक्ट्रोमेट्रीसह अनेक वैज्ञानिक विषयांमध्ये ते मौल्यवान आहे. पर्यावरणीय अभ्यासापासून ते रोग निदानापर्यंत विविध विषयांचा अभ्यास करण्यासाठी याचा वापर केला जातो.

स्थिर समस्थानिक-लेबल असलेल्या रसायनांच्या बाजारपेठेत गेल्या वर्षभरात 200% पेक्षा जास्त नाटकीय किमतीत वाढ झाली आहे. हा कल 13CO2 आणि D2O सारख्या मूलभूत स्थिर समस्थानिक-लेबल असलेल्या रसायनांच्या किमतींमध्ये विशेषतः उच्चारला जातो, ज्या 2022 च्या पहिल्या सहामाहीत वाढू लागतात. याव्यतिरिक्त, ग्लुकोज सारख्या स्थिर समस्थानिक-लेबल असलेल्या बायोमोलेक्यूल्समध्ये लक्षणीय वाढ झाली आहे. किंवा अमीनो ऍसिड जे सेल कल्चर मीडियाचे महत्त्वाचे घटक आहेत.

वाढलेली मागणी आणि कमी पुरवठा यामुळे किमती वाढतात

गेल्या वर्षभरात ड्युटेरिअमच्या पुरवठ्यावर आणि मागणीवर नेमका कशाचा इतका महत्त्वपूर्ण परिणाम झाला आहे? ड्युटेरियम-लेबल असलेल्या रसायनांचा नवीन वापर ड्युटेरियमची मागणी वाढवत आहे.

सक्रिय फार्मास्युटिकल घटक (एपीआय) चे विघटन

ड्युटेरियम (डी, ड्यूटेरियम) अणूंचा मानवी शरीराच्या औषध चयापचय दरावर प्रतिबंधात्मक प्रभाव असतो. हे उपचारात्मक औषधांमध्ये सुरक्षित घटक असल्याचे दर्शविले गेले आहे. ड्युटेरियम आणि प्रोटियमचे समान रासायनिक गुणधर्म पाहता, काही औषधांमध्ये ड्युटेरियमचा वापर प्रोटियमचा पर्याय म्हणून केला जाऊ शकतो.

ड्युटेरियम जोडल्याने औषधाचा उपचारात्मक प्रभाव लक्षणीयरित्या प्रभावित होणार नाही. चयापचय अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की ड्युटेरियम असलेली औषधे सामान्यतः पूर्ण शक्ती आणि सामर्थ्य टिकवून ठेवतात. तथापि, ड्युटेरियम-युक्त औषधे अधिक हळूहळू चयापचय केली जातात, ज्यामुळे बरेचदा दीर्घकाळ टिकणारे परिणाम, लहान किंवा कमी डोस आणि कमी दुष्परिणाम होतात.

ड्युटेरियमचा औषधांच्या चयापचयावर कसा परिणाम होतो? प्रोटियमच्या तुलनेत ड्युटेरियम औषधाच्या रेणूंमध्ये मजबूत रासायनिक बंध तयार करण्यास सक्षम आहे. औषधांच्या चयापचय प्रक्रियेमध्ये असे बंध तुटणे समाविष्ट असते हे लक्षात घेता, मजबूत बंध म्हणजे मंद औषध चयापचय.

ड्युटेरियम ऑक्साईडचा वापर विविध ड्युटेरियम-लेबलयुक्त संयुगे तयार करण्यासाठी प्रारंभिक सामग्री म्हणून केला जातो, ज्यामध्ये ड्युटेरेटेड सक्रिय फार्मास्युटिकल घटकांचा समावेश होतो.

Deuterated फायबर ऑप्टिक केबल

फायबर ऑप्टिक उत्पादनाच्या अंतिम टप्प्यात, फायबर ऑप्टिक केबल्सवर ड्युटेरियम गॅसने उपचार केले जातात. विशिष्ट प्रकारचे ऑप्टिकल फायबर त्यांच्या ऑप्टिकल कार्यक्षमतेच्या ऱ्हासास संवेदनाक्षम असतात, ही केबलमध्ये किंवा त्याभोवती असलेल्या अणूंच्या रासायनिक अभिक्रियांमुळे घडणारी घटना आहे.

ही समस्या दूर करण्यासाठी, फायबर ऑप्टिक केबल्समध्ये असलेले काही प्रोटियम बदलण्यासाठी ड्युटेरियमचा वापर केला जातो. हे प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया दर कमी करते आणि प्रकाश प्रसारणाचा ऱ्हास रोखते, शेवटी केबलचे आयुष्य वाढवते.

सिलिकॉन सेमीकंडक्टर्स आणि मायक्रोचिप्सचे विघटन

ड्युटेरियम गॅस (ड्युटेरियम 2 ; डी 2 ) सह ड्युटेरियम-प्रोटियम एक्सचेंजची प्रक्रिया सिलिकॉन सेमीकंडक्टर्स आणि मायक्रोचिप्सच्या निर्मितीमध्ये वापरली जाते, जी बर्याचदा सर्किट बोर्डमध्ये वापरली जाते. चिप सर्किट्सचे रासायनिक गंज आणि हॉट कॅरियर इफेक्ट्सचे हानिकारक प्रभाव टाळण्यासाठी ड्युटेरियम ॲनिलिंगचा वापर प्रोटियम अणूंना ड्यूटेरियमसह बदलण्यासाठी केला जातो.

या प्रक्रियेची अंमलबजावणी करून, सेमीकंडक्टर आणि मायक्रोचिपचे जीवन चक्र लक्षणीयरीत्या वाढवले ​​जाऊ शकते आणि सुधारित केले जाऊ शकते, ज्यामुळे लहान आणि उच्च घनतेच्या चिप्स तयार करता येतात.

सेंद्रिय प्रकाश उत्सर्जक डायोड्स (OLEDs) चे विघटन

OLED, ऑरगॅनिक लाइट एमिटिंग डायोडचे संक्षिप्त रूप, हे सेंद्रिय सेमीकंडक्टर सामग्रीचे बनलेले पातळ-फिल्म उपकरण आहे. पारंपारिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड्स (LEDs) च्या तुलनेत OLED मध्ये वर्तमान घनता आणि चमक कमी असते. पारंपारिक LEDs पेक्षा OLED ची निर्मिती कमी खर्चिक असली तरी त्यांची चमक आणि आयुष्य तितके जास्त नाही.

OLED तंत्रज्ञानामध्ये खेळ बदलणाऱ्या सुधारणा साध्य करण्यासाठी, ड्युटेरियमद्वारे प्रोटियमचा पर्याय हा एक आशादायक दृष्टीकोन असल्याचे आढळून आले आहे. याचे कारण असे की ड्युटेरियम OLED मध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सेंद्रिय सेमीकंडक्टर सामग्रीमधील रासायनिक बंध मजबूत करते, ज्यामुळे अनेक फायदे होतात: रासायनिक ऱ्हास कमी वेगाने होतो, ज्यामुळे उपकरणाचे आयुष्य वाढते.