ड्यूटेरियम हाइड्रोजन का एक स्थिर आइसोटोप है। इस आइसोटोप में इसके सबसे प्रचुर प्राकृतिक आइसोटोप (प्रोटियम) से थोड़े अलग गुण हैं, और यह परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी और मात्रात्मक द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री सहित कई वैज्ञानिक विषयों में मूल्यवान है। इसका उपयोग पर्यावरण अध्ययन से लेकर रोग निदान तक विभिन्न विषयों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।

स्थिर आइसोटोप-लेबल वाले रसायनों के बाजार में पिछले वर्ष की तुलना में 200% से अधिक की नाटकीय वृद्धि देखी गई है। यह प्रवृत्ति विशेष रूप से 13CO2 और D2O जैसे बुनियादी स्थिर आइसोटोप-लेबल वाले रसायनों की कीमतों में स्पष्ट है, जो 2022 की पहली छमाही में बढ़ना शुरू हो गई हैं। इसके अलावा, ग्लूकोज जैसे स्थिर आइसोटोप-लेबल वाले बायोमोलेक्यूल्स में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। या अमीनो एसिड जो सेल कल्चर मीडिया के महत्वपूर्ण घटक हैं।

बढ़ती मांग और कम आपूर्ति के कारण कीमतें ऊंची हो जाती हैं

वास्तव में पिछले वर्ष में ड्यूटेरियम आपूर्ति और मांग पर इतना महत्वपूर्ण प्रभाव क्या पड़ा है? ड्यूटेरियम-लेबल वाले रसायनों के नए अनुप्रयोग ड्यूटेरियम की बढ़ती मांग पैदा कर रहे हैं।

सक्रिय फार्मास्युटिकल अवयवों का विलोपन (एपीआई)

ड्यूटेरियम (डी, ड्यूटेरियम) परमाणुओं का मानव शरीर की दवा चयापचय दर पर निरोधात्मक प्रभाव पड़ता है। इसे चिकित्सीय दवाओं में एक सुरक्षित घटक के रूप में दिखाया गया है। ड्यूटेरियम और प्रोटियम के समान रासायनिक गुणों को देखते हुए, ड्यूटेरियम को कुछ दवाओं में प्रोटियम के विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

ड्यूटेरियम मिलाने से दवा का चिकित्सीय प्रभाव महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं होगा। चयापचय अध्ययनों से पता चला है कि ड्यूटेरियम युक्त दवाएं आम तौर पर पूर्ण शक्ति और क्षमता बरकरार रखती हैं। हालाँकि, ड्यूटेरियम युक्त दवाओं का चयापचय अधिक धीरे-धीरे होता है, जिसके परिणामस्वरूप अक्सर लंबे समय तक चलने वाले प्रभाव, छोटी या कम खुराक और कम दुष्प्रभाव होते हैं।

ड्यूटेरियम का दवा चयापचय पर धीमा प्रभाव कैसे पड़ता है? प्रोटियम की तुलना में ड्यूटेरियम दवा के अणुओं के भीतर मजबूत रासायनिक बंधन बनाने में सक्षम है। यह देखते हुए कि दवाओं के चयापचय में अक्सर ऐसे बंधनों का टूटना शामिल होता है, मजबूत बंधन का मतलब धीमी दवा चयापचय है।

ड्यूटेरियम ऑक्साइड का उपयोग विभिन्न ड्यूटेरियम-लेबल यौगिकों की पीढ़ी के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में किया जाता है, जिसमें ड्यूटेरेटेड सक्रिय फार्मास्युटिकल सामग्री भी शामिल है।

ड्यूटेरेटेड फाइबर ऑप्टिक केबल

फ़ाइबर ऑप्टिक निर्माण के अंतिम चरण में, फ़ाइबर ऑप्टिक केबलों को ड्यूटेरियम गैस से उपचारित किया जाता है। कुछ प्रकार के ऑप्टिकल फाइबर अपने ऑप्टिकल प्रदर्शन में गिरावट के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं, यह घटना केबल में या उसके आसपास स्थित परमाणुओं के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण होती है।

इस समस्या को कम करने के लिए, फाइबर ऑप्टिक केबलों में मौजूद कुछ प्रोटियम को बदलने के लिए ड्यूटेरियम का उपयोग किया जाता है। यह प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया दर को कम करता है और प्रकाश संचरण के क्षरण को रोकता है, अंततः केबल के जीवन को बढ़ाता है।

सिलिकॉन अर्धचालकों और माइक्रोचिप्स का विचलन

ड्यूटेरियम गैस (ड्यूटेरियम 2; डी 2) के साथ ड्यूटेरियम-प्रोटियम विनिमय की प्रक्रिया का उपयोग सिलिकॉन अर्धचालक और माइक्रोचिप्स के उत्पादन में किया जाता है, जो अक्सर सर्किट बोर्ड में उपयोग किए जाते हैं। चिप सर्किट के रासायनिक क्षरण और गर्म वाहक प्रभावों के हानिकारक प्रभावों को रोकने के लिए प्रोटियम परमाणुओं को ड्यूटेरियम से बदलने के लिए ड्यूटेरियम एनीलिंग का उपयोग किया जाता है।

इस प्रक्रिया को लागू करके, अर्धचालक और माइक्रोचिप्स के जीवन चक्र को काफी बढ़ाया और बेहतर बनाया जा सकता है, जिससे छोटे और उच्च घनत्व वाले चिप्स के निर्माण की अनुमति मिलती है।

कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (ओएलईडी) का विचलन

OLED, ऑर्गेनिक लाइट एमिटिंग डायोड का संक्षिप्त रूप, ऑर्गेनिक सेमीकंडक्टर सामग्रियों से बना एक पतली-फिल्म उपकरण है। पारंपरिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) की तुलना में ओएलईडी में वर्तमान घनत्व और चमक कम होती है। जबकि ओएलईडी का उत्पादन पारंपरिक एलईडी की तुलना में कम महंगा है, उनकी चमक और जीवनकाल उतना अधिक नहीं है।

ओएलईडी प्रौद्योगिकी में गेम-चेंजिंग सुधार प्राप्त करने के लिए, ड्यूटेरियम द्वारा प्रोटियम का प्रतिस्थापन एक आशाजनक दृष्टिकोण पाया गया है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ड्यूटेरियम ओएलईडी में उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक अर्धचालक पदार्थों में रासायनिक बंधन को मजबूत करता है, जिससे कई फायदे होते हैं: रासायनिक क्षरण धीमी दर से होता है, जिससे डिवाइस का जीवन बढ़ जाता है।