دوتریوم یک ایزوتوپ پایدار هیدروژن است. این ایزوتوپ خواص کمی متفاوت از فراوان‌ترین ایزوتوپ طبیعی خود (پروتیوم) دارد و در بسیاری از رشته‌های علمی، از جمله طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای و طیف‌سنجی جرمی کمی، ارزشمند است. از آن برای مطالعه موضوعات مختلفی، از مطالعات محیطی گرفته تا تشخیص بیماری، استفاده می‌شود.
بازار مواد شیمیایی نشاندار شده با ایزوتوپ پایدار، افزایش قیمت چشمگیری بیش از ۲۰۰ درصد را در طول سال گذشته تجربه کرده است. این روند به ویژه در قیمت مواد شیمیایی پایه نشاندار شده با ایزوتوپ پایدار مانند ۱۳CO۲ و D۲O که در نیمه اول سال ۲۰۲۲ شروع به افزایش می‌کنند، مشهود است. علاوه بر این، افزایش قابل توجهی در بیومولکول‌های نشاندار شده با ایزوتوپ پایدار مانند گلوکز یا اسیدهای آمینه که اجزای مهم محیط کشت سلولی هستند، مشاهده شده است.
افزایش تقاضا و کاهش عرضه، قیمت‌ها را افزایش می‌دهد
دقیقاً چه چیزی چنین تأثیر قابل توجهی بر عرضه و تقاضای دوتریوم در طول سال گذشته داشته است؟ کاربردهای جدید مواد شیمیایی با برچسب دوتریوم، تقاضای فزاینده‌ای برای دوتریوم ایجاد می‌کنند.
تعیین مقدار مواد مؤثر دارویی (API)
اتم‌های دوتریوم (D، دوتریوم) اثر مهاری بر سرعت متابولیسم دارو در بدن انسان دارند. نشان داده شده است که این ماده، ماده‌ای بی‌خطر در داروهای درمانی است. با توجه به خواص شیمیایی مشابه دوتریوم و پروتیوم، دوتریوم می‌تواند به عنوان جایگزین پروتیوم در برخی داروها استفاده شود.
اثر درمانی دارو به طور قابل توجهی تحت تأثیر افزودن دوتریوم قرار نخواهد گرفت. مطالعات متابولیسم نشان داده است که داروهای حاوی دوتریوم عموماً قدرت و اثر کامل خود را حفظ می‌کنند. با این حال، داروهای حاوی دوتریوم کندتر متابولیزه می‌شوند و اغلب منجر به اثرات طولانی‌تر، دوزهای کمتر یا کمتر و عوارض جانبی کمتر می‌شوند.
دوتریوم چگونه اثر کندکننده بر متابولیسم دارو دارد؟ دوتریوم در مقایسه با پروتیوم قادر به تشکیل پیوندهای شیمیایی قوی‌تری در مولکول‌های دارو است. با توجه به اینکه متابولیسم داروها اغلب شامل شکستن چنین پیوندهایی است، پیوندهای قوی‌تر به معنای متابولیسم کندتر دارو است.
اکسید دوتریوم به عنوان ماده اولیه برای تولید ترکیبات مختلف نشاندار شده با دوتریوم، از جمله مواد دارویی فعال دوتریوم دار، استفاده می‌شود.
کابل فیبر نوری دوتره
در مرحله نهایی تولید فیبر نوری، کابل‌های فیبر نوری با گاز دوتریوم تیمار می‌شوند. انواع خاصی از فیبر نوری مستعد تخریب عملکرد نوری خود هستند، پدیده‌ای که در اثر واکنش‌های شیمیایی با اتم‌های واقع در داخل یا اطراف کابل ایجاد می‌شود.
برای کاهش این مشکل، از دوتریوم برای جایگزینی مقداری از پروتیوم موجود در کابل‌های فیبر نوری استفاده می‌شود. این جایگزینی سرعت واکنش را کاهش داده و از تخریب انتقال نور جلوگیری می‌کند و در نهایت عمر کابل را افزایش می‌دهد.
دوتره‌سازی نیمه‌هادی‌ها و ریزتراشه‌های سیلیکونی
فرآیند تبادل دوتریوم-پروتیوم با گاز دوتریوم (دوتریوم ۲؛ D ۲) در تولید نیمه‌هادی‌های سیلیکونی و میکروچیپ‌ها که اغلب در بردهای مدار استفاده می‌شوند، استفاده می‌شود. آنیلینگ دوتریوم برای جایگزینی اتم‌های پروتیوم با دوتریوم به منظور جلوگیری از خوردگی شیمیایی مدارهای تراشه و اثرات مضر اثرات حامل‌های داغ استفاده می‌شود.
با اجرای این فرآیند، چرخه عمر نیمه‌هادی‌ها و ریزتراشه‌ها می‌تواند به طور قابل توجهی افزایش یافته و بهبود یابد و امکان تولید تراشه‌های کوچک‌تر و با چگالی بالاتر را فراهم کند.
دوتره کردن دیودهای ساطع کننده نور آلی (OLED)
OLED، مخفف عبارت Organic Light Emitting Diode، یک قطعه فیلم نازک است که از مواد نیمه‌هادی آلی تشکیل شده است. OLEDها در مقایسه با دیودهای ساطع کننده نور سنتی (LED) چگالی جریان و روشنایی کمتری دارند. در حالی که تولید OLEDها ارزان‌تر از LEDهای معمولی است، روشنایی و طول عمر آنها به اندازه LEDها نیست.
برای دستیابی به پیشرفت‌های متحول‌کننده در فناوری OLED، جایگزینی پروتیوم با دوتریوم یک رویکرد امیدوارکننده شناخته شده است. دلیل این امر این است که دوتریوم پیوندهای شیمیایی را در مواد نیمه‌هادی آلی مورد استفاده در OLEDها تقویت می‌کند، که مزایای متعددی را به همراه دارد: تخریب شیمیایی با سرعت کمتری رخ می‌دهد و عمر دستگاه را افزایش می‌دهد.
زمان ارسال: ۲۹ مارس ۲۰۲۳
