Diyatomlu toprak, yaygın olarak diatomit olarak bilinir ve sadece kremalı silika kabuklar (frustule) salgılayan mikroskobik su organizmaları olan diatomların fosilleşmiş kalıntılarından oluşan doğal bir tortul maddedir. Bu küçük, tek hücreli organizmalar, sıcak tropikal göllerden, sığ kıyı koylarına, soğuk okyanus derinliklerine ve tatlı su nehirlerine kadar çeşitli sularda yaşar ve değişen sıcaklıklara ve besin seviyelerine uyarlanır. Diatomlar yaşam döngülerini tamamladıkça (genellikle yalnızca birkaç gün ila hafta sürer), ayrışmaya dirençli olan frustule'leri yavaşça bu sulardaki tabana doğru çöker ve zaman içinde ince katmanlar oluşturur. Milyonlarca yıl boyunca bu katmanlar büyük kalınlıklara ulaşır ve jeolojik süreçler devreye girer: üstteki tortuların ağırlığından kaynaklanan kademeli sıkışma fazla suyu dışarı iter, aynı zamanda mineralce zengin sıvılar katmanlar arasından süzülerek frustule'leri bir araya getirir ve diatomlu toprak adı verilen katı, gözenekli oluşumları meydana getirir. Diatomlu toprağın en dikkat çekici özelliği, petek şeklinde, kabarık veya dikenli yapıya sahip frustule'lerin doğrudan bir kopyası olan karmaşık gözenekli yapısıdır. Bu yapı, genellikle gram başına yüzlerce metrekareye varan büyük bir iç yüzey alanı oluşturur ve diatomlu toprağa güçlü adsorpsiyon, etkili filtrasyon ve mükemmel yalıtım özellikleri kazandırır. Bu temel özellikler, onu arıtma işlemlerinden inşaata kadar geniş bir endüstriyel uygulama yelpazesinde vazgeçilmez hale getirir.
Filtrasyon, saf su camı gibi göze görünmeyen birkaç mikrometre büyüklüğündeki küçük parçacıkları yakalayabilen doğal bir filtre ortamı olarak, saf su camının gözenekli yapısından yararlanan en olgun ve yaygın uygulamalardan biridir. Endüstriyel üretimde, sayısız sektör sıvıların hassas arıtımı için saf su camına dayanmaktadır. Örneğin, kimya endüstrisinde, saf su camı farmasötik ara ürünlerde (tıbbi olmayan) ve elektronik bileşen üretimde kullanılan uçucu çözelti çözeltileri ile yüksek saflık reaktif sıvıların filtrelenmesinde kullanılır. Nihai ürünleri bulaştırabilecek veya miktoreaktörler gibi hassas üretim ekipmanlarını tıkayabilecek en küçük katı safsızlıkları bile tutar. Petrol rafineri endüstrisinde, motor yağları, dizel ve jet yakıtlar (havacılık dışı kullanım) gibi ham petrol türevlerinin filtrelenmesinde temel bir bileşendir ve yağın yağlama özelliklerini bozabilecek ince katı maddeleri ile yapışkan kolloidal maddeleri uzaklaştırır. Sıvı filtrelemeye ek olarak, saf su camı hava filtrelemesinde de önemli bir rol oynar. İnce tozlara dönüştürüldükten sonra gözenekli filtre kartuşlarına bağlandığında, metal işleme, çimento üretimi ve ahşap işleme gibi sektörlerde endüstriyel toz emici sistemlerde kullanılır. Bu kartuşlar üretim hatlarındaki tozu, metal talaşlarını ve zararlı partikül dumanlarını tutar, atölyelerde hava kalitesini önemli ölçüde artırır ve işçilerde solunum yolu risklerini azaltır.
Atık su arıtımı, özellikle suyun korunması ve kirliliğin kontrolüne küresel düzeyde artan odaklanmayla diatom toprağının olağanüstü performans gösterdiği başka bir ana uygulama alanıdır. Artan çevre bilinciyle birlikte, endüstriyel ve evsel atık suların katı deşarj standartlarını karşılayacak şekilde arıtılması, hükümetler ve işletmeler için küresel bir öncelik haline gelmiştir. Gözenekli yapısına dayalı güçlü adsorpsiyon kapasitesi nedeniyle diatom toprağı, çoklu kirleticileri aynı anda hedefleyebildiği için atık su arıtımı için ideal bir malzemedir. Atık su tanklarına eklendiğinde diatom toprağı parçacıkları eşit şekilde dağılır ve gözenekli yüzeylerine tekstil sektöründen sentetik boyalar gibi organik kirleticileri, elektronik üretiminden kurşun ve kadmiyum gibi ağır metal iyonlarını ve kağıt fabrikalarından arıtma çamuru gibi askıda katıları adsorbe eder. Bu adsorbe olmuş parçacıklar daha sonra doğal olarak daha büyük ve yoğun yumaklar (floklar) oluşturur ve yerçekimi altında hızla çöker—pahalı mekanik ayırma ekipmanlarının kullanım ihtiyacını ortadan kaldırır. Genellikle toksik kimyasallar içeren ve bozunmelerinin yıllar alabilen sentetik koagülantlara kıyasla diatom toprağı toksik olmayan, biyolojik olarak parçalanabilen ve su kaynaklarına ikincil kirlilik oluşturmaksızın zararlı kalıntı bırakmayan bir çözümdür. Örneğin birçok tekstil fabrikası ve baskı tesisi, reaktif boyalar ve dispers boyalar gibi zorlu boya kalıntılarını atık sudan uzaklaştırmak amacıyla diatom toprağı temelli arıtım sistemlerini kullanarak deşarj standartlarına verimli bir şekilde ulaşmakta ve uzun vadeli arıtım maliyetlerini düşürmektedir.
İnşaat sektöründe, diatomit; enerji verimliliği ve düşük karbonlu yaşam yönünde küresel çabaların artmasıyla birlikte hızla büyüyen yeşil binalar sektöründe oldukça talep gören bir malzeme haline gelmiştir. Doğal olarak hafif ve yalıtkan olan diatomit, enerji tasarrufu sağlayan inşaat ihtiyacını mükemmel şekilde karşılar çünkü hafif malzemeler binaların yapısal yükünü azaltır (temel inşaat maliyetlerini düşürür) ve aynı zamanda ısı yalıtımı enerji kaybını azaltır. Duvar malzemelerine—örneğin diatomitli alçıpan, iç duvar dolguları ve çevre dostu kaplamalara—eklendiğinde ısı transferini yavaşlatan bir termal bariyer oluşturur. Örneğin, diatomitli duvar panelleri kullanan binalar kışın ısıtma için yazın ise soğutma için enerji tüketimini yüzde otuz kadar azaltabilir ve bu durum doğrudan enerji tasarrufu ile karbon azaltım hedeflerine paralel olur. Ayrıca diatomitin mükemmel nem düzenleme yeteneği onu geleneksel inşaat malzemelerinden ayırır. Nemli mevsimlerde havadaki fazla nemi aktif olarak emerek duvarlarda küf, kabarma ve kalitesiz iç hava kalitesine zarar veren küf oluşumunu önler; nem seviyesi düştüğünde ise biriktirdiği nemi tekrar havaya vererek iç ortam nem oranının yüzde kırk ila altmış arasında, insan sağlığı açısından en rahat hissedilen düzeyde kalmasını sağlar. Bu özellikler, diatomit bazlı malzemeleri LEED veya BREEAM gibi çevre dostu sertifikaları hedefleyen konut siteleri, ofis binaları ve sağlık tesislerinde (tıbbi olmayan alanlar) özellikle popüler kılar.
Yukarıda belirtilen uygulamaların ötesinde, diatom toprağı kimyasal olarak asal yapısı ve yapısal kararlılığı sayesinde birçok sektörde çok yönlü bir işlevsel katkı maddesi olarak kullanılır. Plastik ve kauçuk üretiminde, ürün performansını artıran aynı zamanda maliyetleri düşüren yaygın bir takviye dolgu maddesi olarak kullanılır. Su boruları, açık hava mobilyaları ve elektrik muhafazaları gibi ürünlerin plastik kompozitlerine karıştırıldığında, diatom toprağı partikülleri mekanik dayanımı (çatlama ve darbeye karşı direnç), aşınma direncini (ürün ömrünü uzatarak) ve ısı kararlılığını (yüksek sıcaklıklarda deformasyonu önleyerek) artırmak için homojen şekilde dağılır. Conta halkaları ve taşıyıcı bantlar gibi kauçuk ürünlerde ise çekme mukavemetini artırır ve vulkanizasyon sırasında büzülmeyi azaltır; bununla birlikte pahalı ham polimerlerin yaklaşık yüzde yirmisini ikame ederek üretim maliyetlerini önemli ölçüde düşürür. Boya endüstrisinde, istenen yüzey dokularını oluşturmak için yüksek performanslı matlaştırıcı ajan olarak kullanılır. Düzensiz şekilleri ve gözenekli yüzeyleriyle diatom toprağı partikülleri, kuruyan boya yüzeylerinde ışığı eşit şekilde saçarak aşırı parlaklığı ortadan kaldırır ve mimari boyalarda (duvarlar ve tavanlar için) ile mobilya boyalarında (ahşap dolaplar ve döşemeler için) tercih edilen pürüzsüz, mat veya yarı mat yüzeyler oluşturur. Üreticiler, matlık şiddetini kontrol etmek amacıyla diatom toprağının partikül boyutunu ayarlayabilir ve böylece farklı tasarım ihtiyaçları için esnek çözümler sunabilir. Ayrıca diatom toprağı katalizör endüstrisinde taşıyıcı olarak da kullanılır. Büyük yüzey alanı, katalizör partiküllerinin tutunması için bol miktarda bağlantı noktası sağlarken, asal yapısı reaktanlar ya da ürünlerle tepkimeye girmemesini garanti eder. Bu durum organik sentez ve petrol işleme gibi kimyasal reaksiyonlarda katalitik verimliliği artırarak enerji tüketimini ve yan ürün oluşumunu azaltır.
×
