Deuterium adalah isotop hidrogen yang stabil. Isotop ini memiliki sifat yang sedikit berbeda dari isotop alaminya yang paling melimpah (protium), dan berharga dalam berbagai disiplin ilmu, termasuk spektroskopi resonansi magnetik nuklir dan spektrometri massa kuantitatif. Deuterium digunakan untuk mempelajari berbagai topik, mulai dari studi lingkungan hingga diagnosis penyakit.

Pasar bahan kimia berlabel isotop stabil telah mengalami peningkatan harga yang dramatis, lebih dari 200%, selama setahun terakhir. Tren ini khususnya terlihat pada harga bahan kimia dasar berlabel isotop stabil seperti 13CO2 dan D2O, yang mulai naik pada paruh pertama tahun 2022. Selain itu, terjadi peningkatan signifikan pada biomolekul berlabel isotop stabil seperti glukosa atau asam amino, yang merupakan komponen penting dalam media kultur sel.

Meningkatnya permintaan dan berkurangnya pasokan menyebabkan harga menjadi lebih tinggi

Apa sebenarnya yang berdampak signifikan terhadap pasokan dan permintaan deuterium selama setahun terakhir? Aplikasi baru bahan kimia berlabel deuterium menciptakan peningkatan permintaan deuterium.

Deuterasi bahan aktif farmasi (API)

Atom deuterium (D, deuterium) memiliki efek penghambatan terhadap laju metabolisme obat dalam tubuh manusia. Deuterium telah terbukti aman sebagai bahan dalam pengobatan terapeutik. Mengingat sifat kimia deuterium dan protium yang serupa, deuterium dapat digunakan sebagai pengganti protium dalam beberapa obat.

Efek terapeutik obat tidak akan terpengaruh secara signifikan oleh penambahan deuterium. Studi metabolisme telah menunjukkan bahwa obat yang mengandung deuterium umumnya mempertahankan potensi penuhnya. Namun, obat yang mengandung deuterium dimetabolisme lebih lambat, seringkali menghasilkan efek yang lebih tahan lama, dosis yang lebih kecil atau lebih sedikit, dan efek samping yang lebih sedikit.

Bagaimana deuterium memiliki efek perlambatan pada metabolisme obat? Deuterium mampu membentuk ikatan kimia yang lebih kuat dalam molekul obat dibandingkan dengan protium. Mengingat metabolisme obat seringkali melibatkan pemutusan ikatan tersebut, ikatan yang lebih kuat berarti metabolisme obat yang lebih lambat.

Deuterium oksida digunakan sebagai bahan awal untuk menghasilkan berbagai senyawa berlabel deuterium, termasuk bahan farmasi aktif terdeuterasi.

Kabel Serat Optik Deuterasi

Pada tahap akhir pembuatan serat optik, kabel serat optik diperlakukan dengan gas deuterium. Jenis serat optik tertentu rentan terhadap penurunan kinerja optiknya, suatu fenomena yang disebabkan oleh reaksi kimia dengan atom-atom yang terletak di dalam atau di sekitar kabel.

Untuk mengatasi masalah ini, deuterium digunakan untuk menggantikan sebagian protium yang terdapat dalam kabel serat optik. Substitusi ini mengurangi laju reaksi dan mencegah degradasi transmisi cahaya, yang pada akhirnya memperpanjang umur kabel.

Deuterasi semikonduktor silikon dan microchip

Proses pertukaran deuterium-protium dengan gas deuterium (deuterium 2 ; D 2 ) digunakan dalam produksi semikonduktor silikon dan mikrochip, yang sering digunakan pada papan sirkuit. Anil deuterium digunakan untuk mengganti atom protium dengan deuterium guna mencegah korosi kimia pada sirkuit chip dan efek berbahaya dari efek pembawa panas.

Dengan menerapkan proses ini, siklus hidup semikonduktor dan mikrochip dapat diperpanjang dan ditingkatkan secara signifikan, sehingga memungkinkan pembuatan chip yang lebih kecil dan kepadatannya lebih tinggi.

Deuterasi Dioda Pemancar Cahaya Organik (OLED)

OLED, singkatan dari Organic Light Emitting Diode, adalah perangkat film tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor organik. OLED memiliki kerapatan arus dan tingkat kecerahan yang lebih rendah dibandingkan dengan dioda pemancar cahaya (LED) tradisional. Meskipun OLED lebih murah untuk diproduksi dibandingkan LED konvensional, tingkat kecerahan dan masa pakainya tidak setinggi LED konvensional.

Untuk mencapai peningkatan yang luar biasa dalam teknologi OLED, substitusi protium dengan deuterium terbukti merupakan pendekatan yang menjanjikan. Hal ini karena deuterium memperkuat ikatan kimia dalam material semikonduktor organik yang digunakan dalam OLED, yang memberikan beberapa keuntungan: Degradasi kimia terjadi pada tingkat yang lebih lambat, sehingga memperpanjang masa pakai perangkat.