Dankie dat jy Nature.com besoek het.Die blaaierweergawe wat jy gebruik het beperkte CSS-ondersteuning.Vir die beste ervaring, beveel ons aan dat jy 'n opgedateerde blaaier gebruik (of versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer deaktiveer).In die tussentyd, om volgehoue ​​ondersteuning te verseker, sal ons die webwerf sonder style en JavaScript weergee.
Mikrobiese korrosie (MIC) is 'n ernstige probleem in baie industrieë, aangesien dit tot groot ekonomiese verliese kan lei.Super dupleks vlekvrye staal 2707 (2707 HDSS) word in mariene omgewings gebruik as gevolg van sy uitstekende chemiese weerstand.Die weerstand daarvan teen MIC is egter nie eksperimenteel gedemonstreer nie.Hierdie studie het die gedrag van MIC 2707 HDSS ondersoek wat veroorsaak word deur die mariene aërobiese bakterie Pseudomonas aeruginosa.Elektrochemiese analise het getoon dat in die teenwoordigheid van Pseudomonas aeruginosa biofilm in die 2216E medium, 'n positiewe verandering in die korrosiepotensiaal en 'n toename in die korrosiestroomdigtheid plaasvind.Analise van X-straalfoto-elektronspektroskopie (XPS) het 'n afname in die Cr-inhoud op die oppervlak van die monster onder die biofilm getoon.Visuele ontleding van die putte het getoon dat die P. aeruginosa biofilm 'n maksimum putdiepte van 0.69 µm gedurende 14 dae van inkubasie geproduseer het.Alhoewel dit klein is, dui dit daarop dat 2707 HDSS nie heeltemal immuun is teen die MIC van P. aeruginosa biofilms nie.
Dupleks vlekvrye staal (DSS) word wyd gebruik in verskeie industrieë as gevolg van die perfekte kombinasie van uitstekende meganiese eienskappe en weerstand teen korrosie1,2.Gelokaliseerde putvorming kom egter steeds voor en beïnvloed die integriteit van hierdie staal3,4.DSS is nie bestand teen mikrobiese korrosie (MIC)5,6 nie.Ten spyte van die wye reeks toepassings vir DSS, is daar steeds omgewings waar die korrosiebestandheid van DSS nie voldoende is vir langtermyn gebruik nie.Dit beteken dat duurder materiale met hoër korrosiebestandheid benodig word.Jeon et al7 het bevind dat selfs superdupleks vlekvrye staal (SDSS) sekere beperkings het in terme van korrosiebestandheid.Daarom word in sommige gevalle superdupleks vlekvrye staal (HDSS) met hoër korrosiebestandheid vereis.Dit het gelei tot die ontwikkeling van hoogs gelegeerde HDSS.
Korrosie weerstand DSS hang af van die verhouding van alfa en gamma fases en uitgeput in Cr, Mo en W streke 8, 9, 10 aangrensend aan die tweede fase.HDSS bevat 'n hoë inhoud van Cr, Mo en N11, daarom het dit uitstekende korrosiebestandheid en 'n hoë waarde (45-50) van die ekwivalente putweerstandgetal (PREN) bepaal deur gew.% Cr + 3.3 (gew.% Mo + 0.5 gew. .%W) + 16% gew.N12.Die uitstekende korrosiebestandheid hang af van 'n gebalanseerde samestelling wat ongeveer 50% ferritiese (α) en 50% austenitiese (γ) fases bevat.HDSS het beter meganiese eienskappe en hoër weerstand teen chloriedkorrosie.Verbeterde korrosiebestandheid verleng die gebruik van HDSS in meer aggressiewe chloried-omgewings soos mariene omgewings.
MIC's is 'n groot probleem in baie nywerhede soos die olie- en gas- en waternywerhede14.MIC is verantwoordelik vir 20% van alle korrosieskade15.MIC is 'n bio-elektrochemiese korrosie wat in baie omgewings waargeneem kan word.Biofilms wat op metaaloppervlaktes vorm, verander die elektrochemiese toestande en beïnvloed sodoende die korrosieproses.Daar word algemeen geglo dat MIC-korrosie deur biofilms veroorsaak word.Elektrogeniese mikroörganismes eet metale weg om die energie te verkry wat hulle nodig het om te oorleef17.Onlangse MIC-studies het getoon dat EET (ekstrasellulêre elektronoordrag) die tempo-beperkende faktor in MIC is wat deur elektrogene mikroörganismes geïnduseer word.Zhang et al.18 het gedemonstreer dat elektrontussengangers die oordrag van elektrone tussen Desulfovibrio sessificans-selle en 304-vlekvrye staal versnel, wat lei tot meer ernstige MIC-aanval.Anning et al.19 en Wenzlaff et al.20 het getoon dat biofilms van korrosiewe sulfaat-verminderende bakterieë (SRB's) elektrone direk vanaf metaalsubstrate kan absorbeer, wat ernstige putvorming tot gevolg het.
Dit is bekend dat DSS vatbaar is vir MIC in media wat SRB's, ysterverminderende bakterieë (IRB's), ens. 21 bevat.Hierdie bakterieë veroorsaak gelokaliseerde putvorming op die oppervlak van DSS onder biofilms22,23.Anders as DSS, is die HDSS24 MIC nie goed bekend nie.
Pseudomonas aeruginosa is 'n Gram-negatiewe, beweeglike, staafvormige bakterie wat wydverspreid in die natuur voorkom25.Pseudomonas aeruginosa is ook 'n belangrike mikrobiese groep in die mariene omgewing, wat verhoogde MIC-konsentrasies veroorsaak.Pseudomonas is aktief betrokke by die korrosieproses en word erken as 'n pionierkoloniseerder tydens biofilmvorming.Mahat et al.28 en Yuan et al.29 het getoon dat Pseudomonas aeruginosa geneig is om die korrosietempo van sagte staal en legerings in akwatiese omgewings te verhoog.
Die hoofdoelwit van hierdie werk was om die eienskappe van MIC 2707 HDSS wat deur die mariene aërobiese bakterie Pseudomonas aeruginosa veroorsaak word, te ondersoek deur elektrochemiese metodes, oppervlakontledingsmetodes en korrosieprodukanalise te gebruik.Elektrochemiese studies, insluitend oopkringpotensiaal (OCP), lineêre polarisasie weerstand (LPR), elektrochemiese impedansie spektroskopie (EIS) en potensiaal dinamiese polarisasie, is uitgevoer om die gedrag van die MIC 2707 HDSS te bestudeer.Energieverspreidende spektrometriese analise (EDS) is uitgevoer om chemiese elemente op 'n geroeste oppervlak op te spoor.Boonop is X-straalfoto-elektronspektroskopie (XPS) gebruik om die stabiliteit van oksiedfilmpassivering onder die invloed van 'n mariene omgewing wat Pseudomonas aeruginosa bevat, te bepaal.Die diepte van die putte is gemeet onder 'n konfokale laserskanderingsmikroskoop (CLSM).
Tabel 1 toon die chemiese samestelling van 2707 HDSS.Tabel 2 toon dat 2707 HDSS uitstekende meganiese eienskappe het met 'n vloeisterkte van 650 MPa.Op fig.1 toon die optiese mikrostruktuur van oplossing hittebehandelde 2707 HDSS.In die mikrostruktuur wat ongeveer 50% austeniet- en 50% ferrietfases bevat, is langwerpige bande van austeniet- en ferrietfases sonder sekondêre fases sigbaar.
Op fig.2a toon die oopkringpotensiaal (Eocp) teenoor blootstellingstyd vir 2707 HDSS in 2216E abiotiese medium en P. aeruginosa sous vir 14 dae by 37°C.Dit toon dat die grootste en mees betekenisvolle verandering in Eocp binne die eerste 24 uur plaasvind.Die Eocp-waardes het in beide gevalle 'n hoogtepunt bereik teen -145 mV (in vergelyking met SCE) rondom 16 uur en het toe skerp gedaal en bereik -477 mV (in vergelyking met SCE) en -236 mV (in vergelyking met SCE) vir die abiotiese monster.en P Pseudomonas aeruginosa koepons, onderskeidelik).Na 24 uur was die Eocp 2707 HDSS waarde vir P. aeruginosa relatief stabiel by -228 mV (in vergelyking met SCE), terwyl die ooreenstemmende waarde vir nie-biologiese monsters ongeveer -442 mV was (in vergelyking met SCE).Eocp in die teenwoordigheid van P. aeruginosa was redelik laag.
Elektrochemiese studie van 2707 HDSS monsters in abiotiese medium en Pseudomonas aeruginosa sous by 37 °C:
(a) Eocp as 'n funksie van blootstellingstyd, (b) polarisasiekurwes op dag 14, (c) Rp as 'n funksie van blootstellingstyd, en (d) icorr as 'n funksie van blootstellingstyd.
Tabel 3 toon die elektrochemiese korrosieparameters van 2707 HDSS-monsters wat oor 'n tydperk van 14 dae aan abiotiese en Pseudomonas aeruginosa-geïnte media blootgestel is.Die raaklyne van die anode- en katodekrommes is geëkstrapoleer om kruisings te verkry wat korrosiestroomdigtheid (icorr), korrosiepotensiaal (Ecorr) en Tafelhelling (βα en βc) volgens standaardmetodes30,31 gee.
Soos in fig.2b, het 'n opwaartse verskuiwing in die P. aeruginosa-kromme gelei tot 'n toename in Ecorr in vergelyking met die abiotiese kurwe.Die icorr-waarde, wat eweredig is aan die korrosietempo, het toegeneem tot 0.328 µA cm-2 in die Pseudomonas aeruginosa monster, wat vier keer groter is as in die nie-biologiese monster (0.087 µA cm-2).
LPR is 'n klassieke nie-vernietigende elektrochemiese metode vir vinnige korrosie-analise.Dit is ook gebruik om MIC32 te bestudeer.Op fig.2c toon die polarisasieweerstand (Rp) as 'n funksie van die blootstellingstyd.'n Hoër Rp-waarde beteken minder korrosie.Binne die eerste 24 uur het Rp 2707 HDSS 'n hoogtepunt bereik op 1955 kΩ cm2 vir abiotiese monsters en 1429 kΩ cm2 vir Pseudomonas aeruginosa monsters.Figuur 2c toon ook dat die Rp-waarde na een dag vinnig afgeneem het en dan relatief onveranderd gebly het oor die volgende 13 dae.Die Rp-waarde van 'n Pseudomonas aeruginosa-monster is ongeveer 40 kΩ cm2, wat baie laer is as die 450 kΩ cm2-waarde van 'n nie-biologiese monster.
Die waarde van icorr is eweredig aan die eenvormige korrosietempo.Die waarde daarvan kan uit die volgende Stern-Giri-vergelyking bereken word:
Volgens Zoe et al.33, is die tipiese waarde van die Tafelhelling B in hierdie werk as 26 mV/des geneem.Figuur 2d toon dat die ikorr van die nie-biologiese monster 2707 relatief stabiel gebly het, terwyl die P. aeruginosa monster baie gefluktueer het na die eerste 24 uur.Die icorr-waardes van P. aeruginosa-monsters was 'n orde van grootte hoër as dié van nie-biologiese kontroles.Hierdie tendens stem ooreen met die resultate van polarisasieweerstand.
EIS is nog 'n nie-vernietigende metode wat gebruik word om elektrochemiese reaksies op geroeste oppervlaktes te karakteriseer.Impedansiespektra en berekende kapasitansiewaardes van monsters wat aan abiotiese omgewing en Pseudomonas aeruginosa-oplossing blootgestel is, passiewe film-/biofilmweerstand Rb wat op die monsteroppervlak gevorm word, ladingoordragweerstand Rct, elektriese dubbellaagkapasitansie Cdl (EDL) en konstante QCPE Fase-elementparameters (CPE ).Hierdie parameters is verder ontleed deur die data te pas deur 'n ekwivalente stroombaan (EEG) model te gebruik.
Op fig.3 toon tipiese Nyquist persele (a en b) en Bode persele (a' en b') vir 2707 HDSS monsters in abiotiese media en P. aeruginosa sous vir verskillende inkubasie tye.Die deursnee van die Nyquist-ring neem af in die teenwoordigheid van Pseudomonas aeruginosa.Die Bode plot (Fig. 3b') toon die toename in totale impedansie.Inligting oor die ontspanningstydkonstante kan van fasemaksima verkry word.Op fig.4 toon die fisiese strukture gebaseer op 'n monolaag (a) en 'n dubbellaag (b) en die ooreenstemmende EECs.CPE word in die EEG-model ingestel.Die toelating en impedansie daarvan word soos volg uitgedruk:
Twee fisiese modelle en ooreenstemmende ekwivalente stroombane om die impedansiespektrum van monster 2707 HDSS te pas:
waar Y0 die KPI-waarde is, j die denkbeeldige getal of (-1)1/2 is, ω die hoekfrekwensie is, n die KPI-drywingsindeks minder as een35 is.Die ladingoordragweerstandinversie (dws 1/Rct) stem ooreen met die korrosietempo.Hoe kleiner Rct, hoe hoër is die korrosietempo27.Na 14 dae van inkubasie het die Rct van Pseudomonas aeruginosa monsters 32 kΩ cm2 bereik, wat baie minder is as die 489 kΩ cm2 van nie-biologiese monsters (Tabel 4).
Die CLSM-beelde en SEM-beelde in Figuur 5 toon duidelik dat die biofilmbedekking op die oppervlak van HDSS-monster 2707 na 7 dae dig is.Na 14 dae was biofilmbedekking egter swak en sommige dooie selle het verskyn.Tabel 5 toon die biofilmdikte op 2707 HDSS-monsters na blootstelling aan P. aeruginosa vir 7 en 14 dae.Die maksimum biofilmdikte het verander van 23.4 µm na 7 dae na 18.9 µm na 14 dae.Die gemiddelde biofilmdikte het ook hierdie neiging bevestig.Dit het afgeneem van 22.2 ± 0.7 μm na 7 dae tot 17.8 ± 1.0 μm na 14 dae.
(a) 3-D CLSM-beeld op 7 dae, (b) 3-D CLSM-beeld op 14 dae, (c) SEM-beeld op 7 dae, en (d) SEM-beeld op 14 dae.
EMF het chemiese elemente in biofilms en korrosieprodukte aan die lig gebring op monsters wat vir 14 dae aan P. aeruginosa blootgestel is.Op fig.Figuur 6 toon dat die inhoud van C, N, O en P in biofilms en korrosieprodukte aansienlik hoër is as in suiwer metale, aangesien hierdie elemente met biofilms en hul metaboliete geassosieer word.Mikrobes benodig slegs spoorhoeveelhede chroom en yster.Hoë vlakke van Cr en Fe in die biofilm en korrosieprodukte op die oppervlak van die monsters dui daarop dat die metaalmatriks elemente verloor het as gevolg van korrosie.
Na 14 dae is putte met en sonder P. aeruginosa in medium 2216E waargeneem.Voor inkubasie was die oppervlak van die monsters glad en defekvry (Fig. 7a).Na inkubasie en verwydering van biofilm en korrosie produkte, is die diepste putte op die oppervlak van die monsters ondersoek met behulp van CLSM, soos getoon in Fig. 7b en c.Geen ooglopende putte is op die oppervlak van nie-biologiese kontroles gevind nie (maksimum putdiepte 0.02 µm).Die maksimum putdiepte veroorsaak deur P. aeruginosa was 0.52 µm op 7 dae en 0.69 µm op 14 dae, gebaseer op die gemiddelde maksimum putdiepte van 3 monsters (10 maksimum putdieptes is vir elke monster gekies).Prestasie van onderskeidelik 0.42 ± 0.12 µm en 0.52 ± 0.15 µm (Tabel 5).Hierdie gatdieptewaardes is klein maar belangrik.
(a) voor blootstelling, (b) 14 dae in 'n abiotiese omgewing, en (c) 14 dae in Pseudomonas aeruginosa sous.
Op fig.Tabel 8 toon die XPS-spektra van verskeie monsteroppervlaktes, en die chemiese samestelling wat vir elke oppervlak ontleed is, word opgesom in Tabel 6. In Tabel 6 was die atoompersentasies van Fe en Cr in die teenwoordigheid van P. aeruginosa (monsters A en B) baie laer as dié van nie-biologiese kontroles.(monsters C en D).Vir 'n P. aeruginosa-monster is die spektrale kurwe op die vlak van die Cr 2p-kern gepas op vier piekkomponente met bindingsenergieë (BE) van 574.4, 576.6, 578.3 en 586.8 eV, wat aan Cr, Cr2O3, CrO3 toegeskryf kan word.en Cr(OH)3, onderskeidelik (Fig. 9a en b).Vir nie-biologiese monsters bevat die spektrum van die hoof Cr 2p vlak twee hoofpieke vir Cr (573.80 eV vir BE) en Cr2O3 (575.90 eV vir BE) in Fig.9c en d, onderskeidelik.Die mees opvallende verskil tussen abiotiese monsters en P. aeruginosa monsters was die teenwoordigheid van Cr6+ en 'n hoër relatiewe proporsie Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) onder die biofilm.
Die breë XPS-spektra van die oppervlak van monster 2707 HDSS in twee media is onderskeidelik 7 en 14 dae.
(a) 7 dae blootstelling aan P. aeruginosa, (b) 14 dae blootstelling aan P. aeruginosa, (c) 7 dae in 'n abiotiese omgewing, en (d) 14 dae in 'n abiotiese omgewing.
HDSS vertoon 'n hoë vlak van korrosiebestandheid in die meeste omgewings.Kim et al.2 het berig dat HDSS UNS S32707 geïdentifiseer is as 'n hoogs gelegeerde DSS met 'n PREN groter as 45. Die PREN-waarde van monster 2707 HDSS in hierdie werk was 49. Dit is as gevolg van die hoë chroominhoud en die hoë inhoud van molibdeen en nikkel, wat nuttig is in suur omgewings.en omgewings met hoë chloriedinhoud.Daarbenewens is 'n goed gebalanseerde samestelling en defekvrye mikrostruktuur voordelig vir strukturele stabiliteit en weerstand teen korrosie.Ten spyte van sy uitstekende chemiese weerstand, dui die eksperimentele data in hierdie werk egter daarop dat 2707 HDSS nie heeltemal immuun is teen P. aeruginosa biofilm MICs nie.
Elektrochemiese resultate het getoon dat die korrosietempo van 2707 HDSS in P. aeruginosa sous aansienlik toegeneem het na 14 dae in vergelyking met die nie-biologiese omgewing.In Figuur 2a is 'n afname in Eocp waargeneem beide in die abiotiese medium en in P. aeruginosa sous gedurende die eerste 24 uur.Daarna bedek die biofilm die oppervlak van die monster heeltemal, en Eocp word relatief stabiel36.Die biologiese Eocp-vlak was egter baie hoër as die nie-biologiese Eocp-vlak.Daar is redes om te glo dat hierdie verskil geassosieer word met die vorming van P. aeruginosa biofilms.Op fig.2d in die teenwoordigheid van P. aeruginosa, het die icorr 2707 HDSS-waarde 0.627 μA cm-2 bereik, wat 'n orde van grootte hoër is as dié van die abiotiese kontrole (0.063 μA cm-2), wat ooreenstem met die Rct-waarde gemeet deur EIS.Gedurende die eerste paar dae het die impedansiewaardes in die P. aeruginosa-bouillon toegeneem as gevolg van die aanhegting van P. aeruginosa-selle en die vorming van biofilms.Wanneer die biofilm egter die monsteroppervlak heeltemal bedek, neem die impedansie af.Die beskermende laag word hoofsaaklik aangeval as gevolg van die vorming van biofilms en biofilmmetaboliete.Gevolglik het die korrosieweerstand met verloop van tyd afgeneem en die aanhegting van P. aeruginosa het gelokaliseerde korrosie veroorsaak.Die neigings in abiotiese omgewings was anders.Die korrosiebestandheid van die nie-biologiese kontrole was baie hoër as die ooreenstemmende waarde van die monsters wat aan P. aeruginosa sous blootgestel is.Daarbenewens het die Rct 2707 HDSS-waarde 489 kΩ cm2 op dag 14 vir abiotiese toetredings bereik, wat 15 keer hoër is as die Rct-waarde (32 kΩ cm2) in die teenwoordigheid van P. aeruginosa.Dus het 2707 HDSS uitstekende korrosiebestandheid in 'n steriele omgewing, maar is nie bestand teen MIC's van P. aeruginosa biofilms nie.
Hierdie resultate kan ook waargeneem word vanaf die polarisasiekurwes in Fig.2b.Anodiese vertakking is geassosieer met Pseudomonas aeruginosa biofilmvorming en metaaloksidasiereaksies.In hierdie geval is die katodiese reaksie die vermindering van suurstof.Die teenwoordigheid van P. aeruginosa het die korrosiestroomdigtheid aansienlik verhoog, omtrent 'n orde van grootte hoër as in die abiotiese beheer.Dit dui aan dat die P. aeruginosa biofilm gelokaliseerde korrosie van 2707 HDSS verhoog.Yuan et al.29 het gevind dat die korrosiestroomdigtheid van die Cu-Ni 70/30 legering toegeneem het onder die werking van P. aeruginosa biofilm.Dit kan wees as gevolg van die biokatalise van suurstofreduksie deur Pseudomonas aeruginosa biofilms.Hierdie waarneming kan ook die MIC 2707 HDSS in hierdie werk verduidelik.Daar kan ook minder suurstof onder aërobiese biofilms wees.Daarom kan die weiering om die metaaloppervlak met suurstof te herpassiveer 'n faktor wees wat bydra tot MIC in hierdie werk.
Dickinson et al.38 het voorgestel dat die tempo van chemiese en elektrochemiese reaksies direk beïnvloed kan word deur die metaboliese aktiwiteit van sessiele bakterieë op die monsteroppervlak en die aard van die korrosieprodukte.Soos getoon in Figuur 5 en Tabel 5, het die aantal selle en biofilmdikte na 14 dae afgeneem.Dit kan redelikerwys verklaar word deur die feit dat die meeste van die sessiele selle op die oppervlak van 2707 HDSS na 14 dae gesterf het as gevolg van voedingsuitputting in die 2216E medium of die vrystelling van giftige metaalione vanaf die 2707 HDSS matriks.Dit is 'n beperking van bondeleksperimente.
In hierdie werk het 'n P. aeruginosa biofilm bygedra tot plaaslike uitputting van Cr en Fe onder die biofilm op die oppervlak van 2707 HDSS (Fig. 6).Tabel 6 toon die vermindering in Fe en Cr in monster D in vergelyking met monster C, wat aandui dat die opgeloste Fe en Cr veroorsaak deur die P. aeruginosa biofilm vir die eerste 7 dae volgehou het.Die 2216E-omgewing word gebruik om die mariene omgewing te simuleer.Dit bevat 17700 dpm Cl-, wat vergelykbaar is met die inhoud daarvan in natuurlike seewater.Die teenwoordigheid van 17700 dpm Cl- was die hoofrede vir die afname in Cr in 7- en 14-dae abiotiese monsters wat deur XPS geanaliseer is.In vergelyking met P. aeruginosa monsters was die oplos van Cr in abiotiese monsters baie minder as gevolg van die sterk weerstand van 2707 HDSS teen chloor onder abiotiese toestande.Op fig.9 toon die teenwoordigheid van Cr6+ in die passiverende film.Dit kan betrokke wees by die verwydering van chroom van staaloppervlaktes deur P. aeruginosa biofilms, soos voorgestel deur Chen en Clayton.
As gevolg van bakteriese groei was die pH-waardes van die medium voor en na bewerking onderskeidelik 7,4 en 8,2.Dus, onder die P. aeruginosa biofilm, sal organiese suurkorrosie waarskynlik nie bydra tot hierdie werk nie as gevolg van die relatief hoë pH in die grootmaat medium.Die pH van die nie-biologiese beheermedium het nie betekenisvol verander nie (van aanvanklike 7.4 tot finale 7.5) gedurende die 14 dae toetsperiode.Die toename in pH in die saadmedium na inkubasie was as gevolg van die metaboliese aktiwiteit van P. aeruginosa en daar is gevind dat dit dieselfde effek op pH het in die afwesigheid van toetsstrokies.
Soos getoon in Figuur 7, was die maksimum putdiepte veroorsaak deur P. aeruginosa biofilm 0.69 µm, wat baie groter is as dié van die abiotiese medium (0.02 µm).Dit stem ooreen met die elektrochemiese data hierbo beskryf.Die putdiepte van 0.69 µm is meer as tien keer kleiner as die 9.5 µm-waarde wat vir 2205 DSS onder dieselfde toestande gerapporteer is.Hierdie data toon dat 2707 HDSS beter weerstand teen MIC's as 2205 DSS toon.Dit behoort nie as 'n verrassing te kom nie, aangesien 2707 HDSS hoër Cr-vlakke het wat langer passivering bied, moeiliker om P. aeruginosa te depassiveer, en as gevolg van sy gebalanseerde fasestruktuur sonder skadelike sekondêre neerslag putvorming veroorsaak.
Ten slotte, MIC putte is gevind op die oppervlak van 2707 HDSS in P. aeruginosa sous in vergelyking met onbeduidende putte in die abiotiese omgewing.Hierdie werk toon dat 2707 HDSS beter weerstand teen MIC as 2205 DSS het, maar dit is nie heeltemal immuun teen MIC nie as gevolg van P. aeruginosa biofilm.Hierdie resultate help met die keuse van geskikte vlekvrye staal en lewensverwagting vir die mariene omgewing.
Koepon vir 2707 HDSS verskaf deur Northeastern University (NEU) Skool vir Metallurgie in Shenyang, China.Die elementêre samestelling van 2707 HDSS word in Tabel 1 getoon, wat deur die NEU-materiaalontleding en -toetsafdeling ontleed is.Alle monsters is vir 1 uur by 1180°C vir vaste oplossing behandel.Voor korrosietoetsing is 'n muntvormige 2707 HDSS met 'n boonste oop oppervlakte van 1 cm2 gepoleer tot 2000 grit met silikonkarbiedskuurpapier en dan gepoleer met 'n 0.05 µm Al2O3 poeier suspensie.Die kante en onderkant word met inerte verf beskerm.Na droog is die monsters gewas met steriele gedeïoniseerde water en gesteriliseer met 75% (v/v) etanol vir 0,5 uur.Hulle is dan lugdroog onder ultraviolet (UV) lig vir 0,5 uur voor gebruik.
Marine Pseudomonas aeruginosa-stam MCCC 1A00099 is by die Xiamen Marine Culture Collection Centre (MCCC), China, gekoop.Pseudomonas aeruginosa is onder aërobiese toestande by 37°C in 250 ml flesse en 500 ml glas elektrochemiese selle gekweek deur gebruik te maak van Marine 2216E vloeibare medium (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China).Medium bevat (g/l): 19,45 NaCl, 5,98 MgCl2, 3,24 Na2SO4, 1,8 CaCl2, 0,55 KCl, 0,16 Na2CO3, 0,08 KBr, 0,034 SrCl2, 0,08 SrBr02, 030302, 030302, 030302, 030302 6 6NH26NH3, 3,0016 NH3 5,0 peptoon, 1,0 gisekstrak en 0,1 ystersitraat.Outoklaveer by 121°C vir 20 minute voor inenting.Tel sittende en planktoniese selle met 'n hemositometer onder 'n ligmikroskoop teen 400x vergroting.Die aanvanklike konsentrasie van planktoniese Pseudomonas aeruginosa onmiddellik na inokulasie was ongeveer 106 selle/ml.
Elektrochemiese toetse is uitgevoer in 'n klassieke drie-elektrode glassel met 'n medium volume van 500 ml.Die platinumplaat en versadigde kalomel-elektrode (SAE) is aan die reaktor verbind deur Luggin-kapillêre gevul met soutbrûe, wat onderskeidelik as teen- en verwysingselektrodes gedien het.Vir die vervaardiging van werkende elektrodes, is rubbergemaakte koperdraad aan elke monster geheg en met epoksiehars bedek, wat ongeveer 1 cm2 onbeskermde area vir die werkende elektrode aan die een kant laat.Tydens elektrochemiese metings is die monsters in die 2216E medium geplaas en by 'n konstante inkubasietemperatuur (37°C) in 'n waterbad gehou.OCP, LPR, EIS en potensiële dinamiese polarisasie data is gemeet met behulp van 'n Autolab potensiostaat (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., VSA).LPR-toetse is aangeteken teen 'n skanderingtempo van 0.125 mV s-1 in die reeks van -5 tot 5 mV met Eocp en 'n steekproeftempo van 1 Hz.EIS is uitgevoer met 'n sinusgolf oor 'n frekwensiereeks van 0,01 tot 10 000 Hz deur gebruik te maak van 'n toegepaste spanning van 5 mV by bestendige toestand Eocp.Voor die potensiaalveeg was die elektrodes in ledige modus totdat 'n stabiele waarde van die vrye korrosiepotensiaal bereik is.Die polarisasiekrommes is dan gemeet vanaf -0.2 tot 1.5 V as 'n funksie van Eocp teen 'n skanderingstempo van 0.166 mV/s.Elke toets is 3 keer herhaal met en sonder P. aeruginosa.
Monsters vir metallografiese analise is meganies gepoleer met nat 2000 korrel SiC papier en dan verder gepoleer met 'n 0.05 µm Al2O3 poeiersuspensie vir optiese waarneming.Metallografiese analise is uitgevoer met behulp van 'n optiese mikroskoop.Die monsters is geëts met 'n 10 gew.% oplossing van kaliumhidroksied 43.
Na inkubasie is die monsters 3 keer gewas met fosfaatgebufferde soutoplossing (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) en dan gefixeer met 2.5% (v/v) glutaaraldehied vir 10 uur om biofilms vas te maak.Dit is dan gedehidreer met 'n batch-etanol (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% en 100% volgens volume) voor lugdroog.Laastens word 'n goue film op die oppervlak van die monster neergesit om geleidingsvermoë vir SEM-waarneming te verskaf.SEM beelde was gefokus op kolle met die mees sessiele P. aeruginosa selle op die oppervlak van elke monster.Voer 'n EDS-analise uit om chemiese elemente te vind.’n Zeiss konfokale laserskanderingsmikroskoop (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Duitsland) is gebruik om die putdiepte te meet.Om korrosiegate onder die biofilm waar te neem, is die toetsmonster eers skoongemaak volgens die Chinese Nasionale Standaard (CNS) GB/T4334.4-2000 om korrosieprodukte en biofilm van die oppervlak van die toetsmonster te verwyder.
X-straal foto-elektron spektroskopie (XPS, ESCALAB250 oppervlak analise stelsel, Thermo VG, VSA) analise is uitgevoer met behulp van 'n monochromatiese X-straal bron (Aluminium Kα lyn met 'n energie van 1500 eV en 'n drywing van 150 W) in 'n wye reeks bindingsenergieë 0 onder standaard toestande van –1350 bindings.Hoë resolusie spektra is aangeteken deur gebruik te maak van 'n transmissie-energie van 50 eV en 'n stap van 0.2 eV.
Die geïnkubeerde monsters is verwyder en liggies met PBS (pH 7.4 ± 0.2) vir 15 s45 gewas.Om bakteriële lewensvatbaarheid van biofilms op monsters waar te neem, is biofilms gekleur met die LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, VSA).Die stel bevat twee fluoresserende kleurstowwe: SYTO-9 groen fluoresserende kleurstof en propidiumjodied (PI) rooi fluoresserende kleurstof.In CLSM verteenwoordig fluoresserende groen en rooi kolletjies onderskeidelik lewende en dooie selle.Vir kleuring is 1 ml van 'n mengsel wat 3 µl SYTO-9 en 3 µl PI-oplossing bevat het vir 20 minute by kamertemperatuur (23°C) in die donker geïnkubeer.Daarna is die gekleurde monsters by twee golflengtes (488 nm vir lewende selle en 559 nm vir dooie selle) ondersoek met behulp van 'n Nikon CLSM-apparaat (C2 Plus, Nikon, Japan).Die biofilmdikte is in 3D-skanderingmodus gemeet.
Hoe om hierdie artikel aan te haal: Li, H. et al.Mikrobiese korrosie van 2707 super dupleks vlekvrye staal deur Pseudomonas aeruginosa mariene biofilm.die wetenskap.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Spanningskorrosie-krake van LDX 2101 dupleks vlekvrye staal in chloriedoplossings in die teenwoordigheid van tiosulfaat. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Spanningskorrosie-krake van LDX 2101 dupleks vlekvrye staal in chloriedoplossings in die teenwoordigheid van tiosulfaat. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. идов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Spanningskorrosie-krake van dupleks vlekvrye staal LDX 2101 in chloriedoplossings in die teenwoordigheid van tiosulfaat. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相不锈钢在硫代硫酸盐存在下氯化物溺. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相vlekvrye staal在福代sulfate分下下南性性生于中倾僅剂 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. а в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Spanningskorrosie-krake van dupleks vlekvrye staal LDX 2101 in chloriedoplossing in die teenwoordigheid van tiosulfaat.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Effekte van oplossingshittebehandeling en stikstof in afskermgas op die weerstand teen putkorrosie van hiperdupleks vlekvrye staalsweislasse. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Effekte van oplossingshittebehandeling en stikstof in afskermgas op die weerstand teen putkorrosie van hiperdupleks vlekvrye staalsweislasse.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS en Park, YS Effek van oplossingshittebehandeling en stikstof in beskermgas op die putkorrosieweerstand van hiperdupleks vlekvrye staal sweislasse. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS en Park, YS Effek van oplossingshittebehandeling en stikstof in beskermgas op die putkorrosieweerstand van superdupleks vlekvrye staal sweislasse.koros.die wetenskap.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Vergelykende studie in chemie van mikrobiese en elektrochemies-geïnduseerde putte van 316L vlekvrye staal. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Vergelykende studie in chemie van mikrobiese en elektrochemies-geïnduseerde putte van 316L vlekvrye staal.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. en Lewandowski, Z. Vergelykende chemiese studie van mikrobiologiese en elektrochemiese putte van 316L vlekvrye staal. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L 不锈钢点蚀的化学比较研究 Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. en Lewandowski, Z. Vergelykende chemiese studie van mikrobiologiese en elektrochemies-geïnduseerde putte in 316L vlekvrye staal.koros.die wetenskap.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Die elektrochemiese gedrag van 2205 dupleks vlekvrye staal in alkaliese oplossings met verskillende pH in die teenwoordigheid van chloried. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Die elektrochemiese gedrag van 2205 dupleks vlekvrye staal in alkaliese oplossings met verskillende pH in die teenwoordigheid van chloried.Luo H., Dong KF, Lee HG en Xiao K. Elektrochemiese gedrag van dupleks vlekvrye staal 2205 in alkaliese oplossings met verskillende pH in die teenwoordigheid van chloried. Luo, H., Dong, CF, Li, XG en Xiao, K. 2205. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Elektrochemiese gedrag van 双相vlekvrye staal in die teenwoordigheid van chloried by verskillende pH in alkaliese oplossing.Luo H., Dong KF, Lee HG en Xiao K. Elektrochemiese gedrag van dupleks vlekvrye staal 2205 in alkaliese oplossings met verskillende pH in die teenwoordigheid van chloried.Elektrochemie.Tydskrif.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Die invloed van mariene biofilms op korrosie: 'n bondige oorsig. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Die invloed van mariene biofilms op korrosie: 'n bondige oorsig.Little, BJ, Lee, JS en Ray, RI Effekte van mariene biofilms op korrosie: 'n kort oorsig. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RILittle, BJ, Lee, JS en Ray, RI Effekte van mariene biofilms op korrosie: 'n kort oorsig.Elektrochemie.Tydskrif.54, 2-7 (2008).