El deuterio es un isótopo estable del hidrógeno. Este isótopo presenta propiedades ligeramente diferentes a las de su isótopo natural más abundante (el protio) y es valioso en numerosas disciplinas científicas, como la espectroscopia de resonancia magnética nuclear y la espectrometría de masas cuantitativa. Se utiliza para estudiar diversos temas, desde estudios ambientales hasta el diagnóstico de enfermedades.

El mercado de productos químicos marcados con isótopos estables ha experimentado un drástico aumento de precios de más del 200 % durante el último año. Esta tendencia es especialmente pronunciada en los precios de productos químicos básicos marcados con isótopos estables, como el 13CO₂ y el D₂O, que comenzaron a subir en el primer semestre de 2022. Además, se ha observado un aumento significativo en el precio de biomoléculas marcadas con isótopos estables, como la glucosa o los aminoácidos, que son componentes importantes de los medios de cultivo celular.

El aumento de la demanda y la reducción de la oferta provocan precios más altos

¿Qué ha tenido exactamente un impacto tan significativo en la oferta y la demanda de deuterio durante el último año? Las nuevas aplicaciones de productos químicos marcados con deuterio están generando una creciente demanda de deuterio.

Deuteración de ingredientes farmacéuticos activos (API)

Los átomos de deuterio (D, deuterio) tienen un efecto inhibidor sobre la tasa de metabolismo de fármacos en el cuerpo humano. Se ha demostrado que es un ingrediente seguro en medicamentos terapéuticos. Dadas las propiedades químicas similares del deuterio y el protio, el deuterio puede utilizarse como sustituto del protio en algunos medicamentos.

El efecto terapéutico del fármaco no se verá afectado significativamente por la adición de deuterio. Estudios metabólicos han demostrado que los fármacos que contienen deuterio generalmente conservan toda su potencia. Sin embargo, estos fármacos se metabolizan más lentamente, lo que a menudo resulta en efectos más duraderos, dosis más pequeñas o menores, y menos efectos secundarios.

¿Cómo influye el deuterio en el metabolismo de los fármacos? El deuterio es capaz de formar enlaces químicos más fuertes dentro de las moléculas de los fármacos que el protio. Dado que el metabolismo de los fármacos a menudo implica la ruptura de estos enlaces, unos enlaces más fuertes implican un metabolismo más lento.

El óxido de deuterio se utiliza como material de partida para la generación de diversos compuestos marcados con deuterio, incluidos ingredientes farmacéuticos activos deuterados.

Cable de fibra óptica deuterado

En la etapa final de la fabricación de la fibra óptica, los cables se tratan con gas deuterio. Ciertos tipos de fibra óptica son susceptibles a la degradación de su rendimiento óptico, un fenómeno causado por reacciones químicas con los átomos presentes en el interior o alrededor del cable.

Para paliar este problema, se utiliza deuterio para sustituir parte del protio presente en los cables de fibra óptica. Esta sustitución reduce la velocidad de reacción y previene la degradación de la transmisión de la luz, prolongando así la vida útil del cable.

Deuteración de semiconductores y microchips de silicio

El proceso de intercambio deuterio-protio con gas deuterio (deuterio₂; D₂) se utiliza en la producción de semiconductores y microchips de silicio, que suelen emplearse en placas de circuito impreso. El recocido de deuterio se utiliza para sustituir átomos de protio por deuterio y así prevenir la corrosión química de los circuitos impresos y los efectos nocivos de los portadores calientes.

Al implementar este proceso, se puede extender y mejorar significativamente el ciclo de vida de los semiconductores y microchips, permitiendo la fabricación de chips más pequeños y de mayor densidad.

Deuteración de diodos orgánicos emisores de luz (OLED)

OLED, acrónimo de Diodo Emisor de Luz Orgánico, es un dispositivo de película delgada compuesto por materiales semiconductores orgánicos. Los OLED tienen densidades de corriente y brillo más bajos que los diodos emisores de luz (LED) tradicionales. Si bien su producción es más económica que la de los LED convencionales, su brillo y vida útil son menores.

Para lograr mejoras revolucionarias en la tecnología OLED, la sustitución del protio por deuterio se ha revelado como un enfoque prometedor. Esto se debe a que el deuterio fortalece los enlaces químicos en los materiales semiconductores orgánicos utilizados en los OLED, lo que ofrece varias ventajas: la degradación química se produce a un ritmo más lento, lo que prolonga la vida útil del dispositivo.