Le deutérium est un isotope stable de l'hydrogène. Cet isotope a des propriétés légèrement différentes de son isotope naturel le plus abondant (le protium) et est précieux dans de nombreuses disciplines scientifiques, notamment la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire et la spectrométrie de masse quantitative. Il est utilisé pour étudier une variété de sujets, depuis les études environnementales jusqu’au diagnostic des maladies.

Le marché des produits chimiques marqués aux isotopes stables a connu une augmentation spectaculaire de plus de 200 % au cours de l’année écoulée. Cette tendance est particulièrement prononcée dans les prix des produits chimiques de base marqués par des isotopes stables tels que le 13CO2 et le D2O, qui commenceront à augmenter au premier semestre 2022. En outre, on a constaté une augmentation significative des biomolécules marquées par des isotopes stables telles que le glucose. ou des acides aminés qui sont des composants importants des milieux de culture cellulaire.

Une demande accrue et une offre réduite entraînent une hausse des prix

Qu’est-ce qui a exactement eu un impact aussi significatif sur l’offre et la demande de deutérium au cours de l’année écoulée ? Les nouvelles applications des produits chimiques marqués au deutérium créent une demande croissante pour le deutérium.

Deutération des ingrédients pharmaceutiques actifs (API)

Les atomes de deutérium (D, deutérium) ont un effet inhibiteur sur le taux de métabolisme des médicaments dans le corps humain. Il a été démontré qu’il s’agit d’un ingrédient sûr dans les médicaments thérapeutiques. Compte tenu des propriétés chimiques similaires du deutérium et du protium, le deutérium peut être utilisé comme substitut au protium dans certains médicaments.

L'effet thérapeutique du médicament ne sera pas affecté de manière significative par l'ajout de deutérium. Des études sur le métabolisme ont montré que les médicaments contenant du deutérium conservent généralement leur pleine efficacité. Cependant, les médicaments contenant du deutérium sont métabolisés plus lentement, ce qui entraîne souvent des effets plus durables, des doses plus faibles ou moins nombreuses et moins d'effets secondaires.

Comment le deutérium a-t-il un effet décélérant sur le métabolisme des médicaments ? Le deutérium est capable de former des liaisons chimiques plus fortes au sein des molécules médicamenteuses que le protium. Étant donné que le métabolisme des médicaments implique souvent la rupture de ces liaisons, des liaisons plus fortes entraînent un métabolisme plus lent des médicaments.

L'oxyde de deutérium est utilisé comme matière première pour la génération de divers composés marqués au deutérium, notamment des ingrédients pharmaceutiques actifs deutérés.

Câble à fibre optique deutéré

Lors de la dernière étape de la fabrication des fibres optiques, les câbles à fibres optiques sont traités avec du deutérium. Certains types de fibres optiques sont susceptibles de subir une dégradation de leurs performances optiques, phénomène provoqué par des réactions chimiques avec des atomes situés dans ou autour du câble.

Pour atténuer ce problème, le deutérium est utilisé pour remplacer une partie du protium présent dans les câbles à fibres optiques. Cette substitution réduit le taux de réaction et empêche la dégradation de la transmission lumineuse, prolongeant ainsi la durée de vie du câble.

Deutération des semi-conducteurs et des micropuces en silicium

Le processus d'échange deutérium-protium avec du deutérium gazeux (deutérium 2 ; D 2 ) est utilisé dans la production de semi-conducteurs et de micropuces en silicium, qui sont souvent utilisés dans les cartes de circuits imprimés. Le recuit au deutérium est utilisé pour remplacer les atomes de protium par du deutérium afin d'éviter la corrosion chimique des circuits de puces et les effets nocifs des effets des porteurs chauds.

En mettant en œuvre ce processus, le cycle de vie des semi-conducteurs et des micropuces peut être considérablement prolongé et amélioré, permettant la fabrication de puces plus petites et de plus haute densité.

Deutération des diodes électroluminescentes organiques (OLED)

OLED, acronyme de Organic Light Emitting Diode, est un dispositif à couche mince composé de matériaux semi-conducteurs organiques. Les OLED ont des densités de courant et une luminosité inférieures à celles des diodes électroluminescentes (LED) traditionnelles. Même si les OLED sont moins coûteuses à produire que les LED classiques, leur luminosité et leur durée de vie ne sont pas aussi élevées.

Pour apporter des améliorations révolutionnaires à la technologie OLED, la substitution du protium par du deutérium s’est révélée être une approche prometteuse. En effet, le deutérium renforce les liaisons chimiques dans les matériaux semi-conducteurs organiques utilisés dans les OLED, ce qui présente plusieurs avantages : La dégradation chimique se produit à un rythme plus lent, prolongeant ainsi la durée de vie de l'appareil.