Deuterium adalah isotop hidrogen yang stabil. Isotop ini memiliki sifat yang sedikit berbeda dari isotop alaminya yang paling melimpah (protium), dan sangat berharga dalam banyak 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 sangat terlihat pada harga bahan kimia berlabel isotop stabil dasar 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 dari media kultur sel.

Meningkatnya permintaan dan berkurangnya pasokan menyebabkan kenaikan harga.

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

Deuterasi bahan aktif farmasi (API)

Atom deuterium (D, deuterium) memiliki efek penghambat pada laju metabolisme obat dalam tubuh manusia. Telah terbukti bahwa deuterium merupakan bahan yang aman dalam obat-obatan 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 menunjukkan bahwa obat-obatan yang mengandung deuterium umumnya mempertahankan potensi dan khasiat penuhnya. Namun, obat-obatan 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 memperlambat metabolisme obat? Deuterium mampu membentuk ikatan kimia yang lebih kuat di 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 aktif farmasi yang dideuterasi.

Kabel Serat Optik Terdeuterasi

Pada tahap akhir pembuatan serat optik, kabel serat optik diberi perlakuan dengan gas deuterium. Jenis serat optik tertentu rentan terhadap penurunan kinerja optiknya, sebuah fenomena yang disebabkan oleh reaksi kimia dengan 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, sehingga memperpanjang umur kabel.

Deuterasi semikonduktor silikon dan mikrochip

Proses pertukaran deuterium-protium dengan gas deuterium (deuterium 2 ; D 2 ) digunakan dalam produksi semikonduktor silikon dan mikrochip, yang sering digunakan pada papan sirkuit. Pemanasan deuterium digunakan untuk mengganti atom protium dengan deuterium untuk 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 berdensitas 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 kecerahan yang lebih rendah dibandingkan dengan dioda pemancar cahaya (LED) tradisional. Meskipun OLED lebih murah untuk diproduksi daripada LED konvensional, kecerahan dan masa pakainya tidak setinggi LED.

Untuk mencapai peningkatan yang mengubah permainan dalam teknologi OLED, substitusi protium dengan deuterium telah terbukti sebagai pendekatan yang menjanjikan. Hal ini karena deuterium memperkuat ikatan kimia dalam material semikonduktor organik yang digunakan dalam OLED, yang membawa beberapa keuntungan: Degradasi kimia terjadi pada tingkat yang lebih lambat, memperpanjang umur perangkat.