O deutério é um isótopo estável do hidrogênio. Este isótopo possui propriedades ligeiramente diferentes do seu isótopo natural mais abundante (prótio) e é valioso em diversas disciplinas científicas, incluindo a espectroscopia de ressonância magnética nuclear e a espectrometria de massa quantitativa. É utilizado no estudo de uma variedade de tópicos, desde estudos ambientais até o diagnóstico de doenças.

O mercado de substâncias químicas marcadas com isótopos estáveis ​​registrou um aumento drástico de preços, superior a 200%, no último ano. Essa tendência é particularmente acentuada nos preços de substâncias químicas básicas marcadas com isótopos estáveis, como o 13CO2 e o D2O, que começaram a subir no primeiro semestre de 2022. Além disso, houve um aumento significativo nos preços de biomoléculas marcadas com isótopos estáveis, como glicose e aminoácidos, que são componentes importantes de meios de cultura celular.

O aumento da procura e a redução da oferta levam a preços mais altos.

O que exatamente teve um impacto tão significativo na oferta e na demanda de deutério no último ano? Novas aplicações de substâncias químicas marcadas com deutério estão criando uma demanda crescente por esse elemento.

Deuteração de ingredientes farmacêuticos ativos (IFAs)

Os átomos de deutério (D) têm um efeito inibitório na taxa de metabolização de fármacos no corpo humano. Demonstrou-se que é um ingrediente seguro em medicamentos terapêuticos. Em virtude das propriedades químicas semelhantes do deutério e do prótio, o deutério pode ser usado como substituto do prótio em alguns medicamentos.

O efeito terapêutico do medicamento não será significativamente afetado pela adição de deutério. Estudos de metabolismo demonstraram que os medicamentos contendo deutério geralmente mantêm sua potência e eficácia. No entanto, esses medicamentos são metabolizados mais lentamente, resultando frequentemente em efeitos mais duradouros, doses menores ou menos frequentes e menos efeitos colaterais.

Como o deutério tem um efeito retardador no metabolismo de fármacos? O deutério é capaz de formar ligações químicas mais fortes dentro das moléculas de fármacos em comparação com o prótio. Dado que o metabolismo de fármacos frequentemente envolve a quebra dessas ligações, ligações mais fortes significam um metabolismo mais lento.

O óxido de deutério é usado como matéria-prima para a geração de vários compostos marcados com deutério, incluindo ingredientes farmacêuticos ativos deuterados.

Cabo de fibra óptica deuterado

Na etapa final de fabricação de fibra óptica, os cabos de fibra óptica são tratados com gás deutério. Certos tipos de fibra óptica são suscetíveis à degradação de seu desempenho óptico, um fenômeno causado por reações químicas com átomos localizados dentro ou ao redor do cabo.

Para atenuar esse problema, o deutério é usado para substituir parte do prótio presente nos cabos de fibra óptica. Essa substituição reduz a taxa de reação e evita a degradação da transmissão de luz, prolongando, em última análise, a vida útil do cabo.

Deuteração de semicondutores de silício e microchips

O processo de troca deutério-prótio com gás deutério (deutério 2; D 2 ) é utilizado na produção de semicondutores de silício e microchips, frequentemente usados ​​em placas de circuito impresso. O recozimento com deutério é utilizado para substituir átomos de prótio por deutério, prevenindo a corrosão química dos circuitos dos chips e os efeitos nocivos dos portadores quentes.

Ao implementar esse processo, o ciclo de vida dos semicondutores e microchips pode ser significativamente estendido e aprimorado, permitindo a fabricação de chips menores e com maior densidade.

Deuteração de diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs)

OLED, sigla para Diodo Emissor de Luz Orgânico, é um dispositivo de película fina composto por materiais semicondutores orgânicos. Os OLEDs têm densidades de corrente e brilho inferiores aos dos diodos emissores de luz (LEDs) tradicionais. Embora os OLEDs sejam mais baratos de produzir do que os LEDs convencionais, seu brilho e vida útil não são tão elevados.

Para alcançar melhorias revolucionárias na tecnologia OLED, a substituição do prótio pelo deutério tem se mostrado uma abordagem promissora. Isso ocorre porque o deutério fortalece as ligações químicas nos materiais semicondutores orgânicos usados ​​em OLEDs, o que traz diversas vantagens: a degradação química ocorre em uma taxa mais lenta, prolongando a vida útil do dispositivo.