شكرًا لك على زيارة Nature.com ، إصدار المتصفح الذي تستخدمه يحتوي على دعم محدود لـ CSS ، وللحصول على أفضل تجربة ، نوصيك باستخدام متصفح محدث (أو إيقاف تشغيل وضع التوافق في Internet Explorer) ، وفي غضون ذلك ، لضمان استمرار الدعم ، سنعرض الموقع بدون أنماط وجافا سكريبت.
التآكل الميكروبي (MIC) مشكلة خطيرة في العديد من الصناعات حيث يمكن أن تسبب خسائر اقتصادية فادحة ، وقد تم استخدام 2707 الفولاذ المقاوم للصدأ سوبر دوبلكس (2707 HDSS) في البيئات البحرية بسبب مقاومتها الكيميائية الممتازة ، ومع ذلك ، لم يتم إثبات مقاومتها لـ MIC بشكل تجريبي ، وفي هذه الدراسة ، تم التحقق من سلوك MIC لـ 2707 HDSS الناجم عن البكتيريا الهوائية البحرية Pseudomlectonas. aeruginosa biofilm في وسط 2216E ، كان هناك تغير إيجابي في احتمالية التآكل وزيادة في كثافة تيار التآكل ، ويشير التحليل الطيفي للإلكترون الضوئي بالأشعة السينية (XPS) إلى انخفاض في محتوى Cr على سطح العينة أسفل البيوفيلم ، وأظهر تحليل الصور للحفر أن غشاء بيولوجي P. ليس محصنًا تمامًا من MIC للأغشية الحيوية P. aeruginosa.
تُستخدم أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوجة (DSS) على نطاق واسع في العديد من الصناعات نظرًا لمزيجها المثالي من الخصائص الميكانيكية الممتازة ومقاومة التآكل 1،2 ، ومع ذلك ، لا يزال التنقر الموضعي يحدث ويؤثر على سلامة هذا الفولاذ 3-4. وجد al7 أنه حتى الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين الفائق (SDSS) له بعض القيود من حيث مقاومة التآكل ، لذلك ، يلزم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ مزدوج الاتجاه (HDSS) مع مقاومة أعلى للتآكل في بعض التطبيقات ، مما أدى إلى تطوير HDSS عالية السبائك.
تعتمد مقاومة التآكل لـ DSS على نسبة مرحلتي ألفا وجاما والمناطق المستنفدة Cr و Mo و W 8 و 9 و 10 المجاورة للمرحلة الثانية. يحتوي HDSS على محتوى عالٍ من Cr و Mo و N11 ، لذلك فهو يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل وقيمة عالية (45-50) رقم مكافئ لمقاومة التنقر (PREN) ، يتم تحديده بالوزن٪ wt. يعتمد على تركيبة متوازنة تحتوي على ما يقرب من 50 ٪ من الفريت (α) و 50 ٪ من مراحل الأوستينيت () ، تتمتع HDSS بخصائص ميكانيكية أفضل ومقاومة أعلى من DSS13 التقليدية.خصائص تآكل الكلوريد. تعمل مقاومة التآكل المحسّنة على توسيع استخدام HDSS في بيئات الكلوريد الأكثر تآكلًا ، مثل البيئات البحرية.
تمثل MIC مشكلة رئيسية في العديد من الصناعات مثل مرافق النفط والغاز والمياه 14. تمثل MIC 20 ٪ من جميع أضرار التآكل. أظهرت الدراسات أن EET (نقل الإلكترون خارج الخلية) هو العامل المحدد للمعدل في MIC الناجم عن الكائنات الدقيقة الكهربية.أظهر 18 أن وسطاء الإلكترون يسرعون من نقل الإلكترون بين خلايا Desulfovibrio sessificans و 304 الفولاذ المقاوم للصدأ ، مما يؤدي إلى هجوم MIC أكثر شدة.19 و Venzlaff et al.أظهر الشكل 20 أن الأغشية الحيوية للبكتيريا المسببة للتآكل (SRB) يمكن أن تمتص الإلكترونات مباشرة من الركائز المعدنية ، مما يؤدي إلى تآكل شديد.
من المعروف أن DSS عرضة لـ MIC في البيئات التي تحتوي على SRB ، والبكتيريا التي تقلل الحديد (IRB) ، وما إلى ذلك. 21. تسبب هذه البكتيريا تنقرًا موضعيًا على أسطح DSS تحت الأغشية الحيوية 22 ، 23. على عكس DSS ، فإن MIC لـ HDSS24 غير معروف جيدًا.
Pseudomonas aeruginosa هي بكتيريا على شكل قضيب متحرك سالبة الجرام وتنتشر على نطاق واسع في الطبيعة.28 ويوان وآخرون.أظهر 29 أن Pseudomonas aeruginosa تميل إلى زيادة معدل تآكل الفولاذ الطري والسبائك في البيئات المائية.
كان الهدف الرئيسي من هذا العمل هو التحقق من خصائص MIC لـ 2707 HDSS التي تسببها البكتيريا الهوائية البحرية Pseudomonas aeruginosa باستخدام الطرق الكهروكيميائية وتقنيات التحليل السطحي وتحليل منتج التآكل. تم إجراء دراسات الكهروكيميائية بما في ذلك جهد الدائرة المفتوحة (OCP) ، ومقاومة الاستقطاب الخطي (LPR) ، والتحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية ، والتحليل الطيفي للمعاوقة الكهروكيميائية ، والتحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية (EIS) ، والتحليل الطيفي للمقاومة الكهروكيميائية (EIS). تم إجراء تحليل مطياف تشتت الطاقة (EDS) للعثور على العناصر الكيميائية على السطح المتآكل ، بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام التحليل الطيفي للأشعة السينية الضوئية (XPS) لتحديد ثبات تخميل فيلم الأكسيد تحت تأثير البيئة البحرية التي تحتوي على Pseudomonas aeruginosa ، وتم قياس عمق الحفرة تحت مجهر المسح بالليزر متحد البؤر (CLSM).
يسرد الجدول 1 التركيب الكيميائي لـ 2707 HDSS. يوضح الجدول 2 أن 2707 HDSS لها خصائص ميكانيكية ممتازة مع قوة إنتاجية تبلغ 650 ميجا باسكال. يوضح الشكل 1 البنية المجهرية الضوئية لمحلول 2707 HDSS المعالج حرارياً. يمكن رؤية نطاقات طويلة من أطوار الأوستينيت والفريت بدون مراحل ثانوية في البنية المجهرية التي تحتوي على حوالي 50 ٪ من الأوستنيت و 50 ٪ من الفريت.
يوضح الشكل 2 أ إمكانات الدائرة المفتوحة (Eocp) مقابل بيانات وقت التعرض لـ 2707 HDSS في الوسط اللاأحيائي 2216E ومرق P. aeruginosa لمدة 14 يومًا عند 37 درجة مئوية ، ويظهر أن التغيير الأكبر والأهم في Eocp يحدث خلال الـ 24 ساعة الأولى. بلغت قيم Eocp في كلتا الحالتين ذروتها عند -145 مللي فولت (مقابل SCE) حوالي 16 ساعة ثم انخفضت بشكل حاد مقابل -2. العينة الأذنية و P ، على التوالي).كوبونات Pseudomonas aeruginosa ، على التوالي ، بعد 24 ساعة ، كانت قيمة Eocp البالغة 2707 HDSS لـ P. aeruginosa مستقرة نسبيًا عند -228 mV (مقابل SCE) ، بينما كانت القيمة المقابلة للعينات غير البيولوجية تقريبًا -442 mV (مقابل SCE) ، وكان Eocp في وجود P. aeruginosa منخفضًا نوعًا ما.
الاختبار الكهروكيميائي لعينات 2707 HDSS في وسط غير حيوي ومرق الزائفة الزنجارية عند 37 درجة مئوية:
(أ) Eocp كدالة لوقت التعرض ، (ب) منحنيات الاستقطاب في اليوم 14 ، (ج) Rp كدالة لوقت التعرض و (د) icorr كدالة لوقت التعرض.
يسرد الجدول 3 قيم معلمات التآكل الكهروكيميائي لعينات 2707 HDSS المعرضة للوسط اللاأحيائي ووسط التطعيم Pseudomonas aeruginosa لمدة 14 يومًا. تم استقراء ظلال المنحنيات الأنودية والكاثودية للوصول إلى التقاطعات التي تنتج كثافة تيار التآكل (icorr) ، وإمكانية التآكل (Ecorr) والمنحدرات القياسية Tafel.
كما هو مبين في الشكل 2 ب ، أدى التحول التصاعدي لمنحنى P. aeruginosa إلى زيادة في Ecorr مقارنة بالمنحنى اللاأحيائي. زادت قيمة icorr ، التي تتناسب مع معدل التآكل ، إلى 0.328 μA cm-2 في عينة Pseudomonas aeruginosa ، أي أربعة أضعاف تلك الخاصة بالعينة غير البيولوجية (0.087 μA cm-2).
LPR هي طريقة كهروكيميائية كلاسيكية غير مدمرة لتحليل التآكل السريع ، وقد استخدمت أيضًا لدراسة MIC32 ، ويظهر الشكل 2 ج أيضًا مقاومة الاستقطاب (Rp) كدالة لوقت التعرض ، وتعني قيمة R الأعلى تآكلًا أقل ، وخلال الـ 24 ساعة الأولى ، وصلت Rp 2707 HDSS إلى قيمة قصوى تبلغ 1955 kΩ cm2 لعينات الهواء و 1429. انخفضت قيمة Rp بسرعة بعد يوم واحد ثم ظلت دون تغيير نسبيًا لمدة 13 يومًا التالية. بلغت قيمة Rp لعينة Pseudomonas aeruginosa حوالي 40 كيلو سم 2 ، وهي أقل بكثير من قيمة 450 كيلو سم 2 للعينة غير البيولوجية.
تتناسب قيمة icorr مع معدل التآكل المنتظم ، ويمكن حساب قيمتها من معادلة Stern-Geary التالية ،
بعد Zou et al.في الشكل 33 ، تم افتراض أن القيمة النموذجية لمنحدر Tafel B في هذا العمل هي 26 mV / Dec. يوضح الشكل 2D أن icorr لعينة 2707 غير البيولوجية ظلت مستقرة نسبيًا ، بينما تقلبت عينة P. aeruginosa بشكل كبير بعد الـ 24 ساعة الأولى ، وكانت قيم icorr لعينات P. aeruginosa ترتيبًا من حيث الحجم أعلى من عناصر التحكم غير البيولوجية.
EIS هي تقنية أخرى غير مدمرة تستخدم لوصف التفاعلات الكهروكيميائية في الواجهات المتآكلة. كانت معلمات المقاومة وقيم السعة المحسوبة للعينات المعرضة للوسائط اللاأحيائية ومحلول Pseudomonas aeruginosa ، ومقاومة Rb للفيلم السلبي / الغشاء الحيوي المتشكل على سطح العينة ، ومقاومة نقل الشحنة Rct ، وعناصر Cdl الكهربائية المزدوجة السعة (CPE). تحويل البيانات باستخدام نموذج دائرة مكافئة (EEC).
يوضح الشكل 3 مخططات Nyquist النموذجية (a و b) و Bode (a 'and b') من 2707 عينات HDSS في الوسط اللاأحيائي ومرق P. aeruginosa لأوقات حضانة مختلفة ، ويتناقص قطر حلقة Nyquist في وجود Pseudomonas aeruginosa. يمكن أن تكون مؤامرة Bode (الشكل 3 ب) زيادة في الحجم الثابت للطور. يوضح الشكل 4 الهياكل المادية القائمة على أحادي الطبقة (أ) وثنائية الطبقة (ب) وما يقابلها من EEC. يتم تقديم CPE في نموذج EEC ، ويتم التعبير عن قبولها ومقاومتها على النحو التالي:
نموذجان فيزيائيان ودوائر مكافئة مناسبة لتركيب طيف المعاوقة لعينة 2707 HDSS:
حيث Y0 هو حجم CPE ، j هو الرقم التخيلي أو (-1) 1/2 ، هو التردد الزاوي ، و n هو مؤشر طاقة CPE أقل من الوحدة ، معكوس مقاومة نقل الشحنة (أي 1 / Rct) يتوافق مع معدل التآكل. 2 من العينات غير البيولوجية (الجدول 4).
تظهر صور CLSM وصور SEM في الشكل 5 بوضوح أن تغطية البيوفيلم على سطح عينة 2707 HDSS بعد 7 أيام كثيفة ، ومع ذلك ، بعد 14 يومًا ، كانت تغطية الأغشية الحيوية متناثرة وظهرت بعض الخلايا الميتة ، ويبين الجدول 5 سمك الأغشية الحيوية على 2707 عينات HDSS بعد التعرض لسمك P. كما أكد سمك الأغشية الحيوية هذا الاتجاه ، فقد انخفض من 22.2 ± 0.7 ميكرومتر بعد 7 أيام إلى 17.8 ± 1.0 ميكرومتر بعد 14 يومًا.
(أ) صورة CLSM ثلاثية الأبعاد بعد 7 أيام ، (ب) صورة CLSM ثلاثية الأبعاد بعد 14 يومًا ، (ج) صورة SEM بعد 7 أيام و (د) صورة SEM بعد 14 يومًا.
كشف EDS عن العناصر الكيميائية في الأغشية الحيوية ومنتجات التآكل على العينات التي تعرضت لـ P. aeruginosa لمدة 14 يومًا ، ويبين الشكل 6 أن محتوى C و N و O و P في الأغشية الحيوية ومنتجات التآكل أعلى بكثير من تلك الموجودة في المعادن العارية ، لأن هذه العناصر مرتبطة بالأغشية الحيوية ومستقلباتها ، ولا تحتاج الميكروبات إلا إلى كميات ضئيلة من الكروم والحديد في عيّنات من الكروم والحديد. تشير إلى أن المصفوفة المعدنية فقدت عناصر بسبب التآكل.
بعد 14 يومًا ، لوحظ وجود تأليب مع P. aeruginosa وبدونه في وسط 2216E. وقبل الحضانة ، كان سطح العينة أملسًا وخاليًا من العيوب (الشكل 7 أ). كان الحد الأقصى لعمق الحفرة الناجم عن Pseudomonas aeruginosa 0.52 ميكرومتر بعد 7 أيام و 0.69 ميكرومتر بعد 14 يومًا ، بناءً على متوسط ​​عمق الحفرة الأقصى لـ 3 عينات (تم اختيار 10 قيم عمق حفرة قصوى لكل عينة) بلغ 0.42 ± 0.12 ميكرومتر و 0.52 ± 0.15 ميكرومتر على التوالي (الجدول 5) ، قيم عمق الحفرة صغيرة ولكنها مهمة.
(أ) قبل التعرض ، (ب) 14 يومًا في وسط غير حيوي و (ج) 14 يومًا في مرق Pseudomonas aeruginosa.
يوضح الشكل 8 أطياف XPS لأسطح العينات المختلفة ، ويتم تلخيص التركيبات الكيميائية التي تم تحليلها لكل سطح في الجدول 6 في الجدول 6 ، كانت النسب المئوية الذرية للحديد والكروم في وجود P. الزنجارية (العينات A و B) أقل بكثير من تلك الخاصة بعينات التحكم غير البيولوجية (العينات C و D). 578.3 و 586.8 eV ، والتي يمكن أن تُعزى إلى Cr و Cr2O3 و CrO3 و Cr (OH) 3 على التوالي (الشكل 9 أ و ب) بالنسبة للعينات غير البيولوجية ، يحتوي طيف المستوى الأساسي Cr 2p على قمتين رئيسيتين لـ Cr (573.80 eV لـ BE) و Cr2O3 (575.90 eV لـ BE) ، على التوالي ، كان التواجد الأكثر لفتًا للانتباه في P. وجزء نسبي أعلى من Cr (OH) 3 (BE 586.8 eV) تحت البيوفيلم.
تبلغ أطياف XPS الواسعة لسطح عينة 2707 HDSS في الوسيطين 7 أيام و 14 يومًا على التوالي.
(أ) 7 أيام من التعرض للفصيلة الزنجارية ، (ب) 14 يومًا من التعرض للفصيلة الزنجارية ، (ج) 7 أيام في الوسط اللاأحيائي ، (د) 14 يومًا في الوسط اللاأحيائي.
يُظهر HDSS مستويات عالية من مقاومة التآكل في معظم البيئات. Kim et al.ذكرت 2 أن UNS S32707 HDSS تم تعريفها على أنها DSS عالية السبائك مع PREN بأكثر من 45 ، وكانت قيمة PREN لعينة 2707 HDSS في هذا العمل 49 ، ويرجع ذلك إلى محتواها العالي من الكروم ومستويات عالية من الموليبدينوم والنيكل ، وهي مفيدة في البيئات الحمضية وعالية الكلوريد ، بالإضافة إلى ذلك ، فإن التركيب الهيكلي المتوازن والمقاومة الممتازة للتآكل الكيميائي مفيد على الرغم من المقاومة الدقيقة للتآكل. تشير البيانات الواردة في هذا العمل إلى أن 2707 HDSS ليست محصنة تمامًا ضد MIC للأغشية الحيوية P. aeruginosa.
أظهرت النتائج الكهروكيميائية أن معدل تآكل 2707 HDSS في مرق P. aeruginosa زاد بشكل ملحوظ بعد 14 يومًا مقارنة بالوسط غير البيولوجي. في الشكل 2 أ ، لوحظ انخفاض في Eocp في كل من الوسط اللاأحيائي ومرق P. هناك سبب للاعتقاد بأن هذا الاختلاف يرجع إلى تكوين غشاء حيوي P. aeruginosa. في الشكل 2 د ، في وجود P. aeruginosa ، وصلت قيمة icorr 2707 HDSS إلى 0.627 μA cm-2 ، وهو ترتيب من حيث الحجم أعلى من عنصر التحكم اللاأحيائي (0.063 μA cm-2) ، والذي كان متسقًا مع قيمة الهواء التي تم قياسها بواسطة P. من خلايا P. aeruginosa وتشكيل الأغشية الحيوية ، ومع ذلك ، عندما يغطي البيوفيلم بالكامل سطح العينة ، تقل المقاومة ، ويتم مهاجمة الطبقة الواقية أولاً بسبب تكوين الأغشية الحيوية والمستقلبات الحيوية ، وبالتالي انخفضت مقاومة التآكل بمرور الوقت ، وتسبب ارتباط P. تم تعريض العينات لمرق P. aeruginosa علاوة على ذلك ، بالنسبة للعينات اللاأحيائية ، بلغت قيمة Rct البالغة 2707 HDSS 489 kΩ cm2 في اليوم الرابع عشر ، والتي كانت 15 ضعف قيمة Rct (32 kΩ cm2) في وجود P. aeruginosa ، لذلك يتمتع 2707 HDSS بمقاومة ممتازة للتآكل في بيئة معقمة ، لكنه لا يقاوم هجوم MIC الحيوي بواسطة P. aeruginosa.
يمكن أيضًا ملاحظة هذه النتائج من منحنيات الاستقطاب في الشكل 2 ب. وعزو المتفرعة الأنودية إلى تكوين الغشاء الحيوي الزائفة Aeruginosa وتفاعل أكسدة المعادن. يزيد من التآكل الموضعي لـ 2707 hdss.yuan et al29 وجد أن الكثافة الحالية للتآكل من سبائك 70/30 Cu-ni زادت تحت تحدي P. aeruginosa biofilm. قد يكون ذلك بسبب الحفيرة الحيوية التي يفسرها أيضًا ما يزيد من الأوسع في الأداء. الأكسجين تحتها.
ديكنسون وآخرون.اقترح 38 أن معدلات التفاعلات الكيميائية والكهروكيميائية يمكن أن تتأثر بشكل مباشر بالنشاط الأيضي للبكتيريا اللاطئة على سطح العينة وطبيعة منتجات التآكل. كما هو مبين في الشكل 5 والجدول 5 ، انخفض كل من عدد الخلايا وسمك الأغشية الحيوية بعد 14 يومًا ، ويمكن تفسير ذلك بشكل معقول أنه بعد 14 يومًا ، ماتت معظم الخلايا اللاطئة على سطح المادة المغذية 2707 من مادة HDSS المنضب أو استنفاد 2707 في المادة المغذية. . هذا هو قيد التجارب دفعة.
في هذا العمل ، عزز البيوفيلم P. aeruginosa الاستنفاد المحلي للكروم والحديد تحت الغشاء الحيوي على سطح 2707 HDSS (الشكل 6) ، في الجدول 6 ، اختزال الحديد والكروم في العينة D مقارنة بالعينة C ، مما يشير إلى أن الحديد والكروم المذاب الناجم عن P. aeruginosa biofilm استمر لما بعد الأيام السبعة الأولى. 17700 جزء في المليون Cl- كان السبب الرئيسي لانخفاض Cr في 7 و 14 يومًا من العينات اللاأحيائية التي تم تحليلها بواسطة XPS. وبالمقارنة مع عينات P. aeruginosa ، كان انحلال Cr في العينات اللاأحيائية أقل بكثير بسبب مقاومة Cl− القوية لـ 2707 HDSS في البيئات اللاأحيائية. يوضح الشكل 9 وجود Cr6 + في فيلم التخميل ، وقد يكون متورطًا في إزالة الكربون عن طريق إزالة المادة الحيوية من مادة Chenosa عن طريق إزالة المادة الحيوية من P.
نتيجة للنمو البكتيري ، كانت قيم الأس الهيدروجيني للوسط قبل الزراعة وبعدها 7.4 و 8.2 على التوالي ، لذلك ، أقل من P. aeruginosa biofilm ، من غير المحتمل أن يكون تآكل الحمض العضوي عاملاً مساهماً في هذا العمل بسبب ارتفاع الرقم الهيدروجيني نسبيًا في الوسط السائب ، ولم يتغير الرقم الهيدروجيني لوسط التحكم غير البيولوجي بشكل كبير (من 7.4 في البداية إلى 7.5 نهائيًا) خلال فترة الحضانة PH التي استمرت 14 يومًا إلى 7.5 النهائي في فترة الحضانة P. uginosa ووجد أن له نفس التأثير على الرقم الهيدروجيني في حالة عدم وجود شرائط الاختبار.
كما هو مبين في الشكل 7 ، كان الحد الأقصى لعمق الحفرة الناجم عن P. aeruginosa biofilm 0.69 ميكرومتر ، وهو أكبر بكثير من الوسط اللاأحيائي (0.02 ميكرومتر) ، وهذا يتوافق مع البيانات الكهروكيميائية الموضحة أعلاه ، وعمق الحفرة 0.69 ميكرومتر أصغر بعشر مرات من قيمة 9.5 ميكرون المبلغ عنها لـ 2205 DSS في ظل نفس الظروف. نظرًا لأن 2707 HDSS بها محتوى أعلى من الكروم ، مما يوفر تخميلًا طويل الأمد ، بسبب هيكل الطور المتوازن دون رواسب ثانوية ضارة ، مما يجعل من الصعب على P.
في الختام ، تم العثور على تأليب MIC على سطح 2707 HDSS في مرق P. aeruginosa مقارنة مع التنقر المهمل في الوسائط اللاأحيائية ، ويظهر هذا العمل أن 2707 HDSS لديها مقاومة MIC أفضل من 2205 DSS ، ولكنها ليست محصنة تمامًا ضد MIC بسبب P.
يتم توفير قسيمة 2707 HDSS من قبل مدرسة المعادن في جامعة نورث إيسترن (NEU) في شنيانغ ، الصين. يظهر التركيب الأولي لـ 2707 HDSS في الجدول 1 ، والذي تم تحليله بواسطة قسم تحليل واختبار المواد في NEU. تم معالجة جميع العينات المحلول عند 1180 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة ، وقبل اختبار التآكل ، كان السطح المصقول على شكل عملة معدنية 2707 مكشوفًا بقطعة من السليكون مع 2000 سم. يتم تجفيفها باستخدام مسحوق معلق 0.05 ميكرومتر Al2O3. الجوانب والقاع محميان بطلاء خامل. بعد التجفيف ، تم شطف العينات بماء معقم منزوع الأيونات وتعقيمها بـ 75٪ (حجم / حجم) من الإيثانول لمدة 0.5 ساعة ، ثم تم تجفيفها بالهواء تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية (UV) لمدة 0.5 ساعة قبل الاستخدام.
تم شراء سلالة البحرية Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 من مركز Xiamen Marine Culture Collection (MCCC) ، الصين. تمت زراعة Pseudomonas aeruginosa هوائيًا عند 37 درجة مئوية في قوارير سعة 250 مل وخلايا زجاج كهروكيميائية سعة 500 مل باستخدام وسط سائل بحري 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co.، Ltd. Na2SO4، 1.8 CaCl2، 0.55 KCl، 0.16 Na2CO3، 0.08 KBr، 0.034 SrCl2، 0.08 SrBr2، 0.022 H3BO3، 0.004 NaSiO3، 0016 NH3، 0016 NH3، 0016 NaH2PO4، 5.0 peptone، 1.0 مقياس الهيموسيتومتر تحت المجهر الضوئي بتكبير 400X. كان تركيز الخلية الأولي للعوالق Pseudomonas aeruginosa مباشرة بعد التلقيح حوالي 106 خلية / مل.
تم إجراء الاختبارات الكهروكيميائية في خلية زجاجية كلاسيكية بثلاثة أقطاب بحجم متوسط ​​500 مل ، وتم توصيل لوح بلاتيني وإلكترود كالوميل مشبع (SCE) بالمفاعل عبر شعيرات Luggin الشعرية المملوءة بجسور الملح ، لتكون بمثابة أقطاب مضادة ومرجعية على التوالي. القياسات ، تم وضع العينات في وسط 2216E وتم الحفاظ عليها عند درجة حرارة حضانة ثابتة (37 درجة مئوية) في حمام مائي. تم قياس بيانات OCP و LPR و EIS وبيانات الاستقطاب الديناميكي المحتملة باستخدام Autolab potentiostat (المرجع 600 TM ، Gamry Instruments ، Inc. ، الولايات المتحدة الأمريكية). تم تسجيل اختبارات LPR بمعدل مسح قدره 0.125 مللي فولت في الثانية على مدى أخذ العينات من -5 و 5 م. نطاق التردد من 0.01 إلى 10000 هرتز باستخدام جهد مطبق 5 مللي فولت في حالة مستقرة Eocp. قبل الاجتياح المحتمل ، كانت الأقطاب الكهربائية في وضع الدائرة المفتوحة حتى تم الوصول إلى قيمة محتملة للتآكل الحر المستقر.
تم صقل عينات التحليل المعدني ميكانيكياً بورق كربيد كربيد رطب 2000 حصى ثم تم صقلها باستخدام مسحوق معلق 0.05 ميكرومتر Al2O3 للمراقبة البصرية. تم إجراء التحليل المعدني باستخدام مجهر بصري. تم حفر العينات باستخدام 10٪ بالوزن من محلول هيدروكسيد البوتاسيوم 43.
بعد الحضانة ، تم غسل العينات 3 مرات بمحلول ملحي مخزّن من الفوسفات (PBS) (درجة الحموضة 7.4 ± 0.2) ثم تم تثبيتها بـ 2.5٪ (حجم / حجم) جلوتارالدهيد لمدة 10 ساعات لتثبيت الأغشية الحيوية ، ثم تم تجفيفها بعد ذلك بسلسلة متدرجة (50٪ ، 60٪ ، 70٪ ، 80٪ ، 90٪ ، 95٪ سطح و 100٪ v / v من الذهب المجفف قبل التجفيف). الموصلية لملاحظة SEM. ركزت صور SEM على المناطق التي تحتوي على خلايا P. aeruginosa الأكثر هشاشة على سطح كل عينة ، وأجرِ تحليل EDS للعثور على العناصر الكيميائية ، وتم استخدام مجهر المسح بالليزر المتحد البؤر Zeiss (CLSM) (LSM 710 ، زايس ، ألمانيا) لقياس عمق الحفرة. 334.4-2000 لإزالة منتجات التآكل والغشاء الحيوي على سطح قطعة الاختبار.
تم إجراء التحليل الطيفي للإلكترون الضوئي بالأشعة السينية (XPS ، نظام تحليل السطح ESCALAB250 ، Thermo VG ، الولايات المتحدة الأمريكية) باستخدام مصدر أحادي اللون للأشعة السينية (خط Kα من الألمنيوم عند طاقة 1500 فولت و 150 واط) على نطاق واسع لطاقة الربط 0 في ظل الظروف القياسية –1350 فولت. تم تسجيل أطياف عالية الدقة باستخدام طاقة تمرير 50 ​​فولت و 0.2 فولت حجم خطوة.
تمت إزالة العينات المحتضنة وشطفها برفق باستخدام PBS (درجة الحموضة 7.4 ± 0.2) لمدة 15 ثانية ، ولمراقبة الجدوى البكتيرية للأغشية الحيوية على العينات ، تم تلوين الأغشية الحيوية باستخدام LIVE / DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen ، Eugene ، OR ، USA). تحت CLSM ، تمثل النقاط ذات اللون الأخضر الفلوري والأحمر الخلايا الحية والميتة ، على التوالي ، بالنسبة للتلطيخ ، تم تحضين خليط 1 مل يحتوي على 3 ميكرولتر SYTO-9 و 3 ميكرولتر من محلول PI لمدة 20 دقيقة عند درجة حرارة الغرفة (23 درجة مئوية) في الظلام ، وبعد ذلك ، لوحظت العينات الملطخة على خليتين من الخلايا الميتة (488 نانومتر) باستخدام جهاز نيكون (488 نانومتر). في اليابان) تم قياس سمك البيوفيلم في وضع المسح ثلاثي الأبعاد.
كيفية الاستشهاد بهذا المقال: Li، H. et al. التآكل الميكروبي لـ 2707 فولاذ مقاوم للصدأ مزدوج فائق من قبل العلوم البحرية Pseudomonas aeruginosa biofilm.6 ، 20190 ؛دوى: 10.1038 / srep20190 (2016).
Zanotto، F.، Grassi، V.، Balbo، A.، Monticelli، C. & Zucchi، F.
Kim، ST، Jang، SH، Lee، IS & Park، YS تأثير المعالجة الحرارية للمحلول والنيتروجين في غاز التدريع على تأليب مقاومة التآكل لحامات الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوجة الفائقة .coros.science.53 ، 1939-1947 (2011).
شي ، إكس ، أفسي ، آر ، جيزر ، إم وليفاندوفسكي ، زد.دراسة كيميائية مقارنة للتآكل الميكروبي والناجم عن التأثر الكهروكيميائي في 316L الفولاذ المقاوم للصدأ.coros.science.45 ، 2577-2595 (2003).
Luo، H.، Dong، CF، Li، XG & Xiao، K. السلوك الكهروكيميائي لـ 2205 فولاذ مقاوم للصدأ مزدوج في محاليل قلوية مختلفة الأس الهيدروجيني في وجود الكلوريد. Electrochim.Journal 64، 211-220 (2012).
Little، BJ، Lee، JS & Ray، RI تأثير الأغشية الحيوية البحرية على التآكل: مراجعة موجزة إلكتروشيم ، مجلة 54 ، 2-7 (2008).