一種水形式家厂，其中兩個氫原子都是氘同位素（重氫），而不是原位素（輕氫）填庄。在制藥婿孟、診斷、水文學(xué)和科學(xué)研究與制造行業(yè)以及纖維光學(xué)和半導(dǎo)體行業(yè)的氘氣體中都有應(yīng)用题琅，在核反應(yīng)堆中做 “減速劑”孟盅，減小中子速度，控制核裂變過程歉活，也是冷卻劑悠怕。還可用于包括制藥、診斷、水文學(xué)隶谒、科學(xué)研究和制造業(yè)攻泼，以及光纖和半導(dǎo)體工業(yè)的氘氣體制造。

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據(jù)信，地球上能找到的大多數(shù)氘（重氫）與目前在宇宙中發(fā)現(xiàn)的其他非常輕的同位素一起在大爆炸大約10分鐘后形成已亥。最近熊赖，2.5億年前，地球上的大多數(shù)氘原子被并入水分子中虑椎。天然氫的一小部分咱窜，氘同位素（僅占所有氫同位素的0.015%），現(xiàn)在最常見于HDO分子的形式疚傲。從那時起寂逛，氘繼續(xù)以這種形式被發(fā)現(xiàn)，最終在1931年被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)為重水痕豺。

美國化學(xué)家哈羅德·C亏铃。Urey和他的同事Ferdinand G.一起工作。Brickwedde和George M.墨菲于 1931 年發(fā)現(xiàn)了氘努辛。由于這一發(fā)現(xiàn)穴眼，他于1934年獲得了諾貝爾化學(xué)獎。自氘首次發(fā)現(xiàn)以來腿扑，該物質(zhì)的許多變體和格式已被創(chuàng)建和發(fā)現(xiàn)没赔，例如氧化氘。

純重水D2O是氘氫重穩(wěn)定同位素的氧化物陆拐，用符號2H或D表示取铃。在物理和化學(xué)上，它幾乎與普通的“輕”水H2O相同丛楚，然而族壳，它的密度高出10%憔辫。正是這種更高的密度給這種化合物起了個綽號“重水”。

重水（D2O）的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用
D2O是Harold Urey于1932年發(fā)現(xiàn)D2O后不久用于代謝研究的首批同位素示蹤劑之一仿荆，Schoenheimer螺垢、Rittenberg和Ussing的開創(chuàng)性作品展示了將D2O的氘納入許多代謝池4。一旦引入細(xì)胞池赖歌，D2O將在整個身體水分中平衡，并通過涉及水的凝結(jié)/水解反應(yīng)融入代謝物功茴；至關(guān)重要的是庐冯，這以恒定和可預(yù)測的方式發(fā)生5。通常坎穿，每公斤身體水吞咽0.1毫升展父，即成年人吞咽5-7毫升。這將血液中的D2O含量從150ppm增加到約300ppm玲昧，隨后半衰期為幾天栖茉，降至正常水平。許多此類測試沒有報告負(fù)面影響6,7孵延。使用適當(dāng)?shù)腄2O劑量狭缰，可以測量大量代謝過程，從合成氘化前體并隨后將其納入聚合物茸例，例如罪靠，可以將丙氨酸分解為蛋白質(zhì)，將葡萄糖分解為糖原偷逆，脂肪酸轉(zhuǎn)化為甘油三酯季糜，將核糖糖糖糖轉(zhuǎn)化為核酸4。要達(dá)到10%的體水水平卤索，這可能是有毒的恰除，也可能不是有毒的，70公斤重的人（含約50升體水）必須快速飲用5升純D2O斯泥。這似乎不太可能是故意的诵藐，也不太可能是偶然的。發(fā)現(xiàn)人液體中高達(dá)23%的D2O濃度在短時間內(nèi)沒有毒性8而灸。由于酶活性的抑制拐尚，高劑量和長期接觸對真核生物有毒，因為氘和碳之間的鍵強(qiáng)度比氫9強(qiáng)10倍电湘。D2O對原核生物的毒性比對真核生物的毒性小得多隔节。經(jīng)過一段時間的適應(yīng)，一些細(xì)菌和藻類可以在純D2O中生長寂呛，盡管通常比H2O10生長得慢怎诫。氧化氘也用于藥理學(xué)瘾晃，其中H/D替代可以延長藥物制劑的半衰期，通常對藥物的藥代動力學(xué)產(chǎn)生有利影響11,12幻妓。氘化形式的藥物的作用通常與質(zhì)子形式不同蹦误。一些氘化藥物的運(yùn)輸過程不同。氘化也可能改變藥物代謝（代謝轉(zhuǎn)換）的途徑肉津。新陳代謝的變化可能會導(dǎo)致作用持續(xù)時間延長和毒性降低11,12强胰。

D2O的電子行業(yè)應(yīng)用。
光發(fā)射二極管（OLED）
氫/氘原發(fā)動力學(xué)同位素效應(yīng)為OLED材料的降解機(jī)理提供了有用的信息妹沙。因此偶洋，用C-D鍵取代OLED中的不穩(wěn)定C-H鍵，在不降低效率的情況下將設(shè)備壽命增加了五倍13距糖。

光纖
在從D2O中提取并沉積到Si的光纖氘中玄窝，通過將其移至1620納米波長來減少吸收損失，波長超出了正常工作范圍14,15慢杜，從而提高了光纖的使用壽命和效率讼崔，幾倍16。

其他應(yīng)用程序炫咱。
氘氧化物通常用于重水電解過程死辫，以生產(chǎn)對半導(dǎo)體行業(yè)至關(guān)重要的氘氣體。例如投圣，由于同位素動力學(xué)效應(yīng)品庞，用氘取代氫可以大大降低金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管中的熱電子降解效應(yīng)。據(jù)報道存裁，晶體管壽命改善了10-50倍17斋垫。氧化氘還被用作水文學(xué)、生態(tài)學(xué)郊纱、昆蟲學(xué)届饰、采礦業(yè)和其他追蹤研究必不可少但放射性同位素不適用18-20的例子中的非放射性示蹤劑。

結(jié)論
在當(dāng)代研究中臼蔼，D2O為創(chuàng)造更全面的體內(nèi)代謝表型圖景提供了機(jī)會狸眼，為臨床應(yīng)用和個性化醫(yī)學(xué)新興領(lǐng)域提供了一個獨特的發(fā)展平臺9。D2O可以在不冷藏的情況下長期保持疫苗（包括脊髓灰質(zhì)炎疫苗）的穩(wěn)定性21浴滴。在高科技和電子行業(yè)拓萌，氘氧化物提高了OLED的壽命和性能，提高了光纖的使用壽命和效率升略。

水和氧化氘（重水）的物理特性在幾個方面有所不同微王。例如，在給定溫度下品嚣，重水的離解程度低于輕水炕倘。此外钧大，D+離子的真實濃度低于相同溫度下的輕水樣品的H+離子。在比較OD-和哦-離子罩旋。對于重水啊央，Kw D2O（25.0°C）=1.35×10-15，中性水的[D+]必須等于[OD-]涨醋。因此瓜饥，pKw D2O = p[OD−] + p[D+] = 7.44 + 7.44 = 14.87（25.0 °C），中性重水在25.0°C時的p[D+]為7.44浴骂。

重水的pD通常使用pH電極測量险悲，該電極提供pH值（表觀）值或pHa，在不同溫度下茴茁，可以從直接測量的pH值表中估計真正的酸性pD，因此pD+ = pHa（pH表的明顯讀數(shù)）+0.41纸级。堿性條件下的電極校正為重水的電極校正為0.456泣奏。然后堿性校正是pD+ = PHa（pH值表的明顯讀數(shù)）+0.456。這些校正與p[D+]和p[OD-]的0.44差異與重水中的相應(yīng)校正略有不同描刹。

重水的稠度比普通水高10.6%县堰，如果沒有設(shè)備，如果冷凍樣品掉入正常水中婆崔，就會發(fā)現(xiàn)重水的物理特性不同茴支，因為它會下沉。如果水是冰冷的十卖，也可以觀察到重冰的融化溫度更高：它在3.7°C融化卓您，因此不會在冰冷的正常水中融化。

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