一種水形式，其中兩個氫原子都是氘同位素（重氫），而不是原位素（輕氫）。在制藥、診斷、水文學和科學研究與制造行業(yè)以及纖維光學和半導體行業(yè)的氘氣體中都有應用，在核反應堆中做 “減速劑”，減小中子速度，控制核裂變過程，也是冷卻劑。還可用于包括制藥、診斷、水文學、科學研究和制造業(yè)，以及光纖和半導體工業(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。最近，2.5億年前，地球上的大多數(shù)氘原子被并入水分子中。天然氫的一小部分，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。從那時起，氘繼續(xù)以這種形式被發(fā)現(xiàn)，最終在1931年被科學家發(fā)現(xiàn)為重水。

美國化學家哈羅德·C。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。由于這一發(fā)現(xiàn)，他于1934年獲得了諾貝爾化學獎。自氘首次發(fā)現(xiàn)以來，該物質(zhì)的許多變體和格式已被創(chuàng)建和發(fā)現(xiàn)，例如氧化氘。

純重水D2O是氘氫重穩(wěn)定同位素的氧化物，用符號2H或D表示。在物理和化學上，它幾乎與普通的“輕”水H2O相同，然而，它的密度高出10%。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)學應用
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，Schoenheimer、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。一旦引入細胞池，D2O將在整個身體水分中平衡，并通過涉及水的凝結(jié)/水解反應融入代謝物；至關(guān)重要的是，這以恒定和可預測的方式發(fā)生5。通常，每公斤身體水吞咽0.1毫升，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，隨后半衰期為幾天，降至正常水平。許多此類測試沒有報告負面影響6,7。使用適當?shù)腄2O劑量，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，例如，可以將丙氨酸分解為蛋白質(zhì)，將葡萄糖分解為糖原，脂肪酸轉(zhuǎn)化為甘油三酯，將核糖糖糖糖轉(zhuǎn)化為核酸4。要達到10%的體水水平，這可能是有毒的，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。這似乎不太可能是故意的，也不太可能是偶然的。發(fā)現(xiàn)人液體中高達23%的D2O濃度在短時間內(nèi)沒有毒性8。由于酶活性的抑制，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度比氫9強10倍。D2O對原核生物的毒性比對真核生物的毒性小得多。經(jīng)過一段時間的適應，一些細菌和藻類可以在純D2O中生長，盡管通常比H2O10生長得慢。氧化氘也用于藥理學，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產(chǎn)生有利影響11,12。氘化形式的藥物的作用通常與質(zhì)子形式不同。一些氘化藥物的運輸過程不同。氘化也可能改變藥物代謝（代謝轉(zhuǎn)換）的途徑。新陳代謝的變化可能會導致作用持續(xù)時間延長和毒性降低11,12。

D2O的電子行業(yè)應用。
光發(fā)射二極管（OLED）
氫/氘原發(fā)動力學同位素效應為OLED材料的降解機理提供了有用的信息。因此，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備壽命增加了五倍13。

光纖
在從D2O中提取并沉積到Si的光纖氘中，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，從而提高了光纖的使用壽命和效率，幾倍16。

其他應用程序。
氘氧化物通常用于重水電解過程，以生產(chǎn)對半導體行業(yè)至關(guān)重要的氘氣體。例如，由于同位素動力學效應，用氘取代氫可以大大降低金屬氧化物半導體晶體管中的熱電子降解效應。據(jù)報道，晶體管壽命改善了10-50倍17。氧化氘還被用作水文學、生態(tài)學、昆蟲學、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
在當代研究中，D2O為創(chuàng)造更全面的體內(nèi)代謝表型圖景提供了機會，為臨床應用和個性化醫(yī)學新興領(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。在高科技和電子行業(yè)，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。

水和氧化氘（重水）的物理特性在幾個方面有所不同。例如，在給定溫度下，重水的離解程度低于輕水。此外，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。對于重水，Kw D2O（25.0°C）=1.35×10-15，中性水的[D+]必須等于[OD-]。因此，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。

重水的pD通常使用pH電極測量，該電極提供pH值（表觀）值或pHa，在不同溫度下，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。堿性條件下的電極校正為重水的電極校正為0.456。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校正略有不同。

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