Dankon pro vizito de Nature.com.La retumila versio, kiun vi uzas, havas limigitan CSS-subtenon.Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu Kongruo-Reĝimon en Internet Explorer).Intertempe, por certigi daŭran subtenon, ni redonos la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Mikroba korodo (MIC) estas grava problemo en multaj industrioj, ĉar ĝi povas konduki al grandegaj ekonomiaj perdoj.Super dupleksa neoksidebla ŝtalo 2707 (2707 HDSS) estas uzata en maraj medioj pro ĝia bonega kemia rezisto.Tamen, ĝia rezisto al MIC ne estis eksperimente pruvita.Tiu studo ekzamenis la konduton de MIC 2707 HDSS kaŭzita de la mara aeroba bakterio Pseudomonas aeruginosa.Elektrokemia analizo montris, ke en la ĉeesto de Pseudomonas aeruginosa biofilmo en la 2216E-medio, okazas pozitiva ŝanĝo en la koroda potencialo kaj pliiĝo en la koroda kurenta denseco.Analizo de Rentgenfota fotoelektrona spektroskopio (XPS) montris malkreskon en la Cr-enhavo sur la surfaco de la provaĵo sub la biofilmo.Vida analizo de la fosaĵoj montris ke la P. aeruginosa biofilmo produktis maksimuman fosaĵprofundon de 0.69 µm dum 14 tagoj da kovado.Kvankam tio estas malgranda, ĝi indikas ke 2707 HDSS ne estas tute imuna kontraŭ la MIC de P. aeruginosa biofilmoj.
Duplex neoksideblaj ŝtaloj (DSS) estas vaste uzataj en diversaj industrioj pro la perfekta kombinaĵo de bonegaj mekanikaj propraĵoj kaj koroda rezisto1,2.Tamen, lokalizita truado ankoraŭ okazas kaj influas la integrecon de ĉi tiu ŝtalo3,4.DSS ne estas imuna al mikroba korodo (MIC)5,6.Malgraŭ la larĝa gamo de aplikoj por DSS, ekzistas daŭre medioj kie la korodrezisto de DSS ne sufiĉas por longperspektiva uzo.Ĉi tio signifas, ke necesas pli multekostaj materialoj kun pli alta koroda rezisto.Jeon et al7 trovis, ke eĉ superdupleksaj neoksideblaj ŝtaloj (SDSS) havas kelkajn limigojn laŭ koroda rezisto.Tial, en kelkaj kazoj, superdupleksaj neoksideblaj ŝtaloj (HDSS) kun pli alta korodrezisto estas postulataj.Tio kaŭzis la evoluon de tre alojita HDSS.
Korozorezisto DSS dependas de la proporcio de alfa kaj gama fazoj kaj malplenigita en Cr, Mo kaj W regionoj 8, 9, 10 najbara al la dua fazo.HDSS enhavas altan enhavon de Cr, Mo kaj N11, tial ĝi havas bonegan korodan reziston kaj altan valoron (45-50) de la ekvivalenta pitting-rezista nombro (PREN) determinita de wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt. .%W) + 16% wt.N12.Ĝia bonega korodrezisto dependas de ekvilibra kunmetaĵo enhavanta proksimume 50% feritajn (α) kaj 50% aŭstenitajn (γ) fazojn.HDSS havas pli bonajn mekanikajn trajtojn kaj pli altan reziston al kloridkorodo.Plibonigita korodrezisto etendas la uzon de HDSS en pli agresemaj kloridmedioj kiel ekzemple maraj medioj.
MICoj estas grava problemo en multaj industrioj kiel la petrolo kaj gaso kaj akvoindustrioj14.MIC respondecas pri 20% de ĉiuj koroda damaĝo15.MIC estas bioelektrokemia korodo kiu povas esti observita en multaj medioj.Biofilmoj kiuj formiĝas sur metalsurfacoj ŝanĝas la elektrokemiajn kondiĉojn, tiel influante la korodprocezon.Estas vaste kredite ke MIC-korodo estas kaŭzita de biofilmoj.Elektrogenaj mikroorganismoj manĝas metalojn por akiri la energion, kiun ili bezonas por pluvivi17.Lastatempaj MIC-studoj montris ke EET (eksterĉela elektrontransigo) estas la indico-limiga faktoro en MIC induktita per elektrogenaj mikroorganismoj.Zhang et al.18 pruvis, ke elektronaj perantoj akcelas la translokigon de elektronoj inter Desulfovibrio sessificans-ĉeloj kaj 304 neoksidebla ŝtalo, rezultigante pli severan MIC-atakon.Anning et al.19 kaj Wenzlaff et al.20 montris ke biofilmoj de korodaj sulfat-reduktantaj bakterioj (SRB) povas rekte absorbi elektronojn de metalsubstratoj, rezultigante severan pikadon.
Oni scias, ke DSS estas sentema al MIC en amaskomunikilaro enhavantaj SRB-ojn, fer-reduktantajn bakteriojn (IRB-oj), ktp. 21 .Tiuj bakterioj kaŭzas lokalizitan pikadon sur la surfaco de DSS sub biofilmoj22,23.Male al DSS, la HDSS24 MIC ne estas konata.
Pseudomonas aeruginosa estas bakterio Gramnegativa, mova, bastonforma, kiu estas vaste distribuita en la naturo25.Pseudomonas aeruginosa ankaŭ estas grava mikroba grupo en la mara medio, kaŭzante levitajn MIC-koncentriĝojn.Pseudomonas estas aktive implikita en la korodprocezo kaj estas rekonita kiel pionira koloniigisto dum biofilmformado.Mahat et al.28 kaj Yuan et al.29 pruvis ke Pseudomonas aeruginosa tendencas pliigi la korodan indicon de milda ŝtalo kaj alojoj en akvaj medioj.
La ĉefa celo de ĉi tiu laboro estis esplori la trajtojn de MIC 2707 HDSS kaŭzitaj de la mara aeroba bakterio Pseudomonas aeruginosa uzante elektrokemiajn metodojn, surfacan analizmetodojn kaj korodan produkto-analizon.Elektrokemiaj studoj, inkluzive de malferma cirkvitpotencialo (OCP), linia polusrezisto (LPR), elektrokemia impedanca spektroskopio (EIS), kaj ebla dinamika polusiĝo, estis faritaj por studi la konduton de la MIC 2707 HDSS.Energidisvastiga spektrometria analizo (EDS) estis farita por detekti kemiajn elementojn sur korodita surfaco.Krome, Rentgenfota fotoelektrona spektroskopio (XPS) estis uzita por determini la stabilecon de oksidfilma pasivado sub la influo de mara medio enhavanta Pseudomonas aeruginosa.La profundo de la fosaĵoj estis mezurita sub konfokusa lasera skanmikroskopo (CLSM).
Tablo 1 montras la kemian konsiston de 2707 HDSS.Tabelo 2 montras, ke 2707 HDSS havas bonegajn mekanikajn ecojn kun rendimento de 650 MPa.Sur fig.1 montras la optikan mikrostrukturon de solva varme traktita 2707 HDSS.En la mikrostrukturo enhavanta proksimume 50% aŭstenitajn kaj 50% feritajn fazojn, longformaj grupoj de aŭstenito kaj feritfazoj sen sekundaraj fazoj estas videblaj.
Sur fig.2a montras la malferman cirkvitan potencialon (Eocp) kontraŭ ekspontempo por 2707 HDSS en 2216E abiota medio kaj P. aeruginosa buljono dum 14 tagoj je 37 °C.Ĝi montras, ke la plej granda kaj plej grava ŝanĝo en Eocp okazas ene de la unuaj 24 horoj.La Eocp-valoroj en ambaŭ kazoj pintis je -145 mV (kompare kun SCE) ĉirkaŭ 16 h kaj poste malaltiĝis akre, atingante -477 mV (kompare kun SCE) kaj -236 mV (kompare kun SCE) por la abiota specimeno.kaj Pseudomonas aeruginosa kuponoj, respektive).Post 24 horoj, la Eocp 2707 HDSS-valoro por P. aeruginosa estis relative stabila ĉe -228 mV (kompare kun SCE), dum la ekvivalenta valoro por ne-biologiaj provaĵoj estis proksimume -442 mV (kompare kun SCE).Eocp en ĉeesto de P. aeruginosa estis sufiĉe malalta.
Elektrokemia studo de 2707 HDSS-provaĵoj en abiota medio kaj Pseudomonas aeruginosa buljono je 37 °C:
(a) Eocp kiel funkcio de ekspontempo, (b) polusiĝkurboj je tago 14, (c) Rp kiel funkcio de ekspontempo, kaj (d) icorr kiel funkcio de ekspontempo.
Tablo 3 montras la elektrokemiajn korodajn parametrojn de 2707 HDSS-provaĵoj elmontritaj al abiotaj kaj Pseudomonas aeruginosa inokulitaj amaskomunikiloj dum periodo de 14 tagoj.La tangentoj de la anodaj kaj katodaj kurboj estis ekstrapolitaj por akiri intersekciĝojn donantajn korodan kurentdensecon (icorr), korodan potencialon (Ecorr) kaj Tafel-deklivon (βα kaj βc) laŭ normaj metodoj30,31.
Kiel montrite en fig.2b, suprena ŝanĝo en la P. aeruginosa kurbo rezultigis pliiĝon en Ecorr komparite kun la abiota kurbo.La icorr-valoro, kiu estas proporcia al la korodofteco, pliiĝis al 0.328 µA cm-2 en la Pseudomonas aeruginosa specimeno, kiu estas kvar fojojn pli granda ol en la ne-biologia provaĵo (0.087 µA cm-2).
LPR estas klasika ne-detrua elektrokemia metodo por rapida korodanalizo.Ĝi ankaŭ estis uzita por studi MIC32.Sur fig.2c montras la polusiĝreziston (Rp) kiel funkcion de la ekspontempo.Pli alta Rp-valoro signifas malpli da korodo.Ene de la unuaj 24 horoj, Rp 2707 HDSS pintis je 1955 kΩ cm2 por abiotaj specimenoj kaj 1429 kΩ cm2 por Pseudomonas aeruginosa specimenoj.Figuro 2c ankaŭ montras, ke la Rp-valoro malpliiĝis rapide post unu tago kaj poste restis relative senŝanĝa dum la sekvaj 13 tagoj.La Rp-valoro de Pseudomonas aeruginosa provaĵo estas proksimume 40 kΩ cm2, kio estas multe pli malalta ol la 450 kΩ cm2 valoro de ne-biologia provaĵo.
La valoro de icorr estas proporcia al la unuforma korodofteco.Ĝia valoro povas esti kalkulita de la sekva Stern-Giri ekvacio:
Laŭ Zoe et al.33, la tipa valoro de la Tafel-deklivo B en ĉi tiu laboro estis prenita por esti 26 mV/dec.Figuro 2d montras, ke la ikorr de la nebiologia specimeno 2707 restis relative stabila, dum la specimeno de P. aeruginosa multe variadis post la unuaj 24 horoj.La ikorrvaloroj de P. aeruginosa specimenoj estis grandordo pli altaj ol tiuj de ne-biologiaj kontroloj.Ĉi tiu tendenco kongruas kun la rezultoj de polarizrezisto.
EIS estas alia ne-detrua metodo uzita por karakterizi elektrokemiajn reagojn sur koroditaj surfacoj.Impedanciaj spektroj kaj kalkulitaj kapacitancvaloroj de specimenoj elmontritaj al abiotika medio kaj solvo de Pseudomonas aeruginosa, pasiva filmo/biofilma rezisto Rb formiĝis sur la specimena surfaco, ŝargotransiga rezisto Rct, elektra duobla tavola kapacitanco Cdl (EDL) kaj konstantaj QCPE Faza element-parametroj (CPE).Tiuj parametroj estis plue analizitaj konvenante la datenojn uzante ekvivalentan cirkviton (EEC) modelon.
Sur fig.3 montras tipajn Nyquist-intrigojn (a kaj b) kaj Bode-intrigojn (a' kaj b') por 2707 HDSS-provaĵoj en abiota medio kaj P. aeruginosa buljono por malsamaj kovadotempoj.La diametro de la Nyquist-ringo malpliiĝas en la ĉeesto de Pseudomonas aeruginosa.La Bode-intrigo (Fig. 3b') montras la pliiĝon en totala impedanco.Informoj pri la malstreĉa tempokonstanto povas esti akiritaj de fazmaksimumoj.Sur fig.4 montras la fizikajn strukturojn bazitajn sur monotavolo (a) kaj bitavolo (b) kaj la respondaj EECoj.CPE estas enkondukita en la EEC-modelo.Ĝiaj akcepto kaj impedanco estas esprimitaj jene:
Du fizikaj modeloj kaj ekvivalentaj ekvivalentaj cirkvitoj por konvenado de la impedancspektro de provaĵo 2707 HDSS:
kie Y0 estas la KPI-valoro, j estas la imaga nombro aŭ (-1)1/2, ω estas la angula frekvenco, n estas la KPI-potencindico malpli ol unu35.La ŝarga transiga rezistinversio (te 1/Rct) respondas al la koroda indico.Ju pli malgranda Rct, des pli alta la koroda indico27.Post 14 tagoj da kovado, la Rct de Pseudomonas aeruginosa specimenoj atingis 32 kΩ cm2, kio estas multe malpli ol la 489 kΩ cm2 de nebiologiaj specimenoj (Tablo 4).
La CLSM-bildoj kaj SEM-bildoj en Figuro 5 klare montras, ke la biofilma tegaĵo sur la surfaco de HDSS-provaĵo 2707 post 7 tagoj estas densa.Tamen, post 14 tagoj, biofilma priraportado estis malbona kaj kelkaj mortaj ĉeloj aperis.Tablo 5 montras la biofilm dikecon sur 2707 HDSS-provaĵoj post eksponiĝo al P. aeruginosa dum 7 kaj 14 tagoj.La maksimuma biofilmdikeco ŝanĝiĝis de 23.4 µm post 7 tagoj al 18.9 µm post 14 tagoj.La meza biofilma dikeco ankaŭ konfirmis ĉi tiun tendencon.Ĝi malpliiĝis de 22.2 ± 0.7 μm post 7 tagoj al 17.8 ± 1.0 μm post 14 tagoj.
(a) 3-D CLSM-bildo je 7 tagoj, (b) 3-D CLSM-bildo je 14 tagoj, (c) SEM-bildo je 7 tagoj, kaj (d) SEM-bildo je 14 tagoj.
EMF rivelis kemiajn elementojn en biofilmoj kaj korodproduktoj sur provaĵoj eksponitaj al P. aeruginosa dum 14 tagoj.Sur fig.Figuro 6 montras, ke la enhavo de C, N, O kaj P en biofilmoj kaj korodaj produktoj estas signife pli alta ol en puraj metaloj, ĉar ĉi tiuj elementoj estas asociitaj kun biofilmoj kaj iliaj metabolitoj.Mikroboj bezonas nur spurkvantojn de kromo kaj fero.Altaj niveloj de Cr kaj Fe en la biofilmo kaj korodaj produktoj sur la surfaco de la provaĵoj indikas ke la metalmatrico perdis elementojn pro korodo.
Post 14 tagoj, fosaĵoj kun kaj sen P. aeruginosa estis observitaj en medio 2216E.Antaŭ kovado, la surfaco de la specimenoj estis glata kaj sen difekto (Fig. 7a).Post kovado kaj forigo de biofilmo kaj korodaj produktoj, la plej profundaj kavoj sur la surfaco de la specimenoj estis ekzamenitaj uzante CLSM, kiel montrite en Fig. 7b kaj c.Neniu evidenta pikado estis trovita sur la surfaco de ne-biologiaj kontroloj (maksimuma pikado-profundo 0.02 µm).La maksimuma fosaĵprofundo kaŭzita de P. aeruginosa estis 0.52 µm je 7 tagoj kaj 0.69 µm je 14 tagoj, surbaze de la meza maksimuma fosaĵprofundo de 3 provaĵoj (10 maksimumaj fosaĵprofundoj estis selektitaj por ĉiu provaĵo).Atingo de 0,42 ± 0,12 µm kaj 0,52 ± 0,15 µm, respektive (Tabelo 5).Ĉi tiuj truaj profundovaloroj estas malgrandaj sed gravaj.
(a) antaŭ eksponiĝo, (b) 14 tagojn en abiota medio, kaj (c) 14 tagojn en Pseudomonas aeruginosa buljono.
Sur fig.Tabelo 8 montras la XPS-spektrojn de diversaj specimenaj surfacoj, kaj la kemia konsisto analizita por ĉiu surfaco estas resumita en Tabelo 6. En Tabelo 6, la atomaj procentoj de Fe kaj Cr en la ĉeesto de P. aeruginosa (specimenoj A kaj B) estis multe pli malaltaj ol tiuj de nebiologiaj kontroloj.(specimenoj C kaj D).Por P. aeruginosa provaĵo, la spektra kurbo ĉe la nivelo de la Cr 2p-nukleo estis konvenita al kvar pintkomponentoj kun ligaj energioj (BE) de 574.4, 576.6, 578.3 kaj 586.8 eV, kiuj povas esti atribuitaj al Cr, Cr2O3, CrO3.kaj Cr(OH)3, respektive (Fig. 9a kaj b).Por ne-biologiaj provaĵoj, la spektro de la ĉefa Cr 2p-nivelo enhavas du ĉefajn pintojn por Cr (573.80 eV por BE) kaj Cr2O3 (575.90 eV por BE) en Fig.9c kaj d, respektive.La plej okulfrapa diferenco inter abiotaj provaĵoj kaj P. aeruginosa provaĵoj estis la ĉeesto de Cr6+ kaj pli alta relativa proporcio de Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) sub la biofilmo.
La larĝaj XPS-spektroj de la surfaco de specimeno 2707 HDSS en du amaskomunikiloj estas 7 kaj 14 tagoj, respektive.
(a) 7 tagojn eksponiĝo al P. aeruginosa, (b) 14 tagojn eksponiĝo al P. aeruginosa, (c) 7 tagojn en abiota medio, kaj (d) 14 tagojn en abiota medio.
HDSS elmontras altnivelan de korodrezisto en la plej multaj medioj.Kim et al.2 raportis, ke HDSS UNS S32707 estis identigita kiel tre alojita DSS kun PREN pli granda ol 45. La PREN-valoro de specimeno 2707 HDSS en ĉi tiu laboro estis 49. Ĉi tio estas pro la alta kroma enhavo kaj la alta enhavo de molibdeno kaj nikelo, kiuj estas utilaj en acidaj medioj.kaj medioj kun alta klorida enhavo.Krome, bone ekvilibra kunmetaĵo kaj sendifekta mikrostrukturo estas utilaj por struktura stabileco kaj koroda rezisto.Tamen, malgraŭ ĝia bonega kemia rezisto, la eksperimentaj datenoj en ĉi tiu laboro indikas ke 2707 HDSS ne estas tute imuna kontraŭ P. aeruginosa biofilm MICoj.
Elektrokemiaj rezultoj montris ke la koroda indico de 2707 HDSS en P. aeruginosa buljono pliiĝis signife post 14 tagoj kompare kun la ne-biologia medio.En Figuro 2a, malkresko en Eocp estis observita kaj en la abiota medio kaj en P. aeruginosa buljono dum la unuaj 24 horoj.Post tio, la biofilmo tute kovras la surfacon de la specimeno, kaj Eocp iĝas relative stabila36.Tamen, la biologia Eocp-nivelo estis multe pli alta ol la ne-biologia Eocp-nivelo.Ekzistas kialoj por kredi ke tiu diferenco estas rilata al la formado de P. aeruginosa biofilmoj.Sur fig.2d en la ĉeesto de P. aeruginosa, la icorr 2707 HDSS-valoro atingis 0.627 μA cm-2, kio estas grandordo pli alta ol tiu de la abiota kontrolo (0.063 μA cm-2), kiu estis kongrua kun la Rct-valoro mezurita de EIS.Dum la unuaj tagoj, la impedancaj valoroj en la buljono de P. aeruginosa pliiĝis pro la alligiteco de ĉeloj de P. aeruginosa kaj la formado de biofilmoj.Tamen, kiam la biofilmo tute kovras la provaĵsurfacon, la impedanco malpliiĝas.La protekta tavolo estas atakita ĉefe pro la formado de biofilmoj kaj biofilmmetabolitoj.Sekve, la korodrezisto malpliiĝis dum tempo kaj la alligiteco de P. aeruginosa kaŭzis lokalizitan korodon.La tendencoj en abiotaj medioj estis malsamaj.La korodrezisto de la ne-biologia kontrolo estis multe pli alta ol la responda valoro de la specimenoj elmontritaj al P. aeruginosa buljono.Krome, por abiotaj surtroniĝoj, la Rct 2707 HDSS-valoro atingis 489 kΩ cm2 en tago 14, kio estas 15 fojojn pli alta ol la Rct-valoro (32 kΩ cm2) en la ĉeesto de P. aeruginosa.Tiel, 2707 HDSS havas bonegan korodreziston en sterila medio, sed ne estas rezistema al MICoj de P. aeruginosa biofilmoj.
Tiuj rezultoj ankaŭ povas esti observitaj de la polusiĝkurboj en Figoj.2b.Anoda disbranĉigo estis asociita kun Pseudomonas aeruginosa biofilmformacio kaj metaloksigenadreagoj.En ĉi tiu kazo, la katoda reago estas la redukto de oksigeno.La ĉeesto de P. aeruginosa signife pliigis la korodan kurentdensecon, proksimume grandordo pli alta ol en la abiota kontrolo.Tio indikas ke la P. aeruginosa biofilmo plifortigas lokalizitan korodon de 2707 HDSS.Yuan et al.29 trovis ke la koroda kurenta denseco de la Cu-Ni 70/30 alojo pliiĝis sub la ago de P. aeruginosa biofilmo.Tio povas ŝuldiĝi al la biokatalizo de oksigenredukto de Pseudomonas aeruginosa biofilmoj.Ĉi tiu observado ankaŭ povas klarigi la MIC 2707 HDSS en ĉi tiu laboro.Povas ankaŭ ekzisti malpli da oksigeno sub aerobaj biofilmoj.Tial, la rifuzo re-pasivigi la metalan surfacon kun oksigeno povas esti faktoro kontribuanta al MIC en ĉi tiu laboro.
Dickinson et al.38 sugestis, ke la rapideco de kemiaj kaj elektrokemiaj reagoj povas esti rekte tuŝita de la metabola aktiveco de sesilaj bakterioj sur la specimena surfaco kaj la naturo de la korodaj produktoj.Kiel montrite en Figuro 5 kaj Tabelo 5, la nombro da ĉeloj kaj biofilma dikeco malpliiĝis post 14 tagoj.Tio povas racie esti klarigita per la fakto ke post 14 tagoj, la plej multaj el la sesilĉeloj sur la surfaco de 2707 HDSS mortis pro nutra malplenigo en la 2216E medio aŭ la liberigo de toksaj metaljonoj de la 2707 HDSS-matrico.Ĉi tio estas limigo de bataj eksperimentoj.
En ĉi tiu laboro, P. aeruginosa biofilmo kontribuis al loka malplenigo de Cr kaj Fe sub la biofilmo sur la surfaco de 2707 HDSS (Fig. 6).Tabelo 6 montras la redukton de Fe kaj Cr en specimeno D kompare kun specimeno C, indikante ke la solvita Fe kaj Cr kaŭzita de la biofilmo de P. aeruginosa daŭris dum la unuaj 7 tagoj.La 2216E-medio estas uzata por simuli la maran medion.Ĝi enhavas 17700 ppm Cl-, kiu estas komparebla al sia enhavo en natura marakvo.La ĉeesto de 17700 ppm Cl- estis la ĉefa kialo de la malkresko de Cr en 7- kaj 14-tagaj abiotaj provaĵoj analizitaj de XPS.Kompare kun P. aeruginosa provaĵoj, la dissolvo de Cr en abiotaj provaĵoj estis multe malpli pro la forta rezisto de 2707 HDSS al kloro sub abiotaj kondiĉoj.Sur fig.9 montras la ĉeeston de Cr6+ en la pasiva filmo.Ĝi povas esti implikita en la forigo de kromo de ŝtalsurfacoj de P. aeruginosa biofilmoj, kiel sugestite fare de Chen kaj Clayton.
Pro bakteria kresko, la pH-valoroj de la medio antaŭ kaj post kultivado estis 7,4 kaj 8,2 respektive.Tiel, sub la P. aeruginosa biofilmo, organika acida korodo verŝajne ne kontribuos al tiu laboro pro la relative alta pH en la groca medio.La pH de la ne-biologia kontrolmedio ne ŝanĝiĝis signife (de komenca 7.4 ĝis fina 7.5) dum la 14-taga testperiodo.La pliiĝo de pH en la semmedio post kovado ŝuldiĝis al la metabola agado de P. aeruginosa kaj estis trovita havi la saman efikon al pH en la foresto de teststrioj.
Kiel montrite en Figuro 7, la maksimuma fosaĵprofundo kaŭzita de P. aeruginosa biofilmo estis 0.69 µm, kio estas multe pli granda ol tiu de la abiota medio (0.02 µm).Ĉi tio kongruas kun la elektrokemiaj datumoj priskribitaj supre.La fosaĵprofundo de 0.69 µm estas pli ol dek fojojn pli malgranda ol la 9.5 µm valoro raportita por 2205 DSS sub la samaj kondiĉoj.Ĉi tiuj datumoj montras, ke 2707 HDSS montras pli bonan reziston al MICoj ol 2205 DSS.Tio ne devus surprizi ĉar 2707 HDSS havas pli altajn Cr-nivelojn kiuj disponigas pli longan pasivigon, pli malfacilan malpasivigi P. aeruginosa, kaj pro sia ekvilibra fazstrukturo sen damaĝa sekundara precipitaĵo kaŭzas pikadon.
Konklude, MIC-fosaĵoj estis trovitaj sur la surfaco de 2707 HDSS en P. aeruginosa buljono kompare kun sensignifaj kavoj en la abiota medio.Tiu laboro montras ke 2707 HDSS havas pli bonan reziston al MIC ol 2205 DSS, sed ĝi ne estas tute imuna kontraŭ MIC pro P. aeruginosa biofilmo.Tiuj rezultoj helpas en la elekto de taŭgaj rustorezistaj ŝtaloj kaj vivdaŭro por la mara medio.
Kupono por 2707 HDSS disponigita de Nordorienta Universitato (NEU) Lernejo de Metalurgio en Shenyang, Ĉinio.La elementa konsisto de 2707 HDSS estas montrita en Tabelo 1, kiu estis analizita de la NEU Materiala Analizo kaj Testado-Sekcio.Ĉiuj specimenoj estis traktitaj por solida solvaĵo je 1180 °C dum 1 horo.Antaŭ korod-testado, monerforma 2707 HDSS kun supra malferma surfacareo de 1 cm2 estis polurita al 2000 grino per silicia karbura sablo kaj poste polurita per 0.05 µm Al2O3-pulvora suspensiaĵo.La flankoj kaj fundo estas protektitaj per inerta farbo.Post sekiĝo, la specimenoj estis lavitaj per sterila dejonigita akvo kaj steriligitaj per 75% (v/v) etanolo dum 0,5 h.Ili tiam estis aersekigitaj sub ultraviola (UV) lumo dum 0,5 h antaŭ uzo.
Mara Pseudomonas aeruginosa trostreĉiĝo MCCC 1A00099 estis aĉetita de la Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Ĉinio.Pseudomonas aeruginosa estis kreskigita sub aerobaj kondiĉoj je 37° C. en 250 ml flakoj kaj 500 ml vitro elektrokemiaj ĉeloj uzante Marine 2216E likva medio (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Ĉinio).Mezumo enhavas (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 SrBr03,02,03,02,03 016 6NH26NH3, 3.0016 NH3 5.0 peptono, 1.0 gisto ekstrakto kaj 0.1 fera citrato.Aŭtoklavo je 121 °C dum 20 minutoj antaŭ inokulado.Kalkulu sesilaj kaj planktonaj ĉeloj per hemocitometro sub lummikroskopo je 400x pligrandigo.La komenca koncentriĝo de planktona Pseudomonas aeruginosa tuj post inokulado estis ĉirkaŭ 106 ĉeloj/ml.
Elektrokemiaj provoj estis faritaj en klasika tri-elektroda vitra ĉelo kun meza volumeno de 500 ml.La platena tuko kaj saturita kalomelelektrodo (SAE) estis ligitaj al la reaktoro tra Luggin-kapilaroj plenigitaj kun salpontoj, kiuj funkciis kiel nombrilo kaj referencaj elektrodoj, respektive.Por fabrikado de laboraj elektrodoj, kaŭĉukita kupra drato estis alfiksita al ĉiu specimeno kaj kovrita per epoksia rezino, lasante ĉirkaŭ 1 cm2 da neprotektita areo por la laborelektrodo unuflanke.Dum elektrokemiaj mezuradoj, la specimenoj estis metitaj en la 2216E-medion kaj konservitaj ĉe konstanta kovadotemperaturo (37 °C) en akvobano.OCP, LPR, EIS kaj eblaj dinamikaj polarizaj datumoj estis mezuritaj per Autolab-potenciostato (Referenco 600TM, Gamry Instruments, Inc., Usono).LPR-testoj estis registritaj kun skana rapido de 0.125 mV s-1 en la intervalo de -5 ĝis 5 mV kun Eocp kaj specimena indico de 1 Hz.EIS estis farita kun sinusondo super frekvenca gamo de 0,01 ĝis 10,000 Hz uzante aplikatan tension de 5 mV ĉe stabila Eocp.Antaŭ la ebla balaado, la elektrodoj estis en neaktiva reĝimo ĝis stabila valoro de la libera korodpotencialo estis atingita.La polusiĝkurboj tiam estis mezuritaj de -0.2 ĝis 1.5 V kiel funkcio de Eocp kun skana rapido de 0.166 mV/s.Ĉiu testo estis ripetita 3 fojojn kun kaj sen P. aeruginosa.
Provaĵoj por metalografia analizo estis meĥanike poluritaj kun malseka 2000-grita SiC-papero kaj tiam plu poluritaj kun 0.05 µm Al2O3-pulvora suspendo por optika observado.Metalografia analizo estis farita per optika mikroskopo.La specimenoj estis gravuritaj kun 10 pez% solvo de kalia hidroksido 43.
Post kovado, la specimenoj estis lavitaj 3 fojojn per fosfato bufrita salo (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) kaj tiam fiksitaj per 2.5% (v/v) glutaraldehido dum 10 horoj por fiksi biofilmojn.Ĝi tiam estis senakvigita kun batita etanolo (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% kaj 100% laŭ volumeno) antaŭ aersekigado.Finfine, ora filmo estas deponita sur la surfaco de la provaĵo por disponigi konduktivecon por SEM-observado.SEM-bildoj estis fokusitaj sur punktoj kun la plej sesilaj P. aeruginosa ĉeloj sur la surfaco de ĉiu provaĵo.Faru EDS-analizon por trovi kemiajn elementojn.Zeiss konfokusa lasera skanmikroskopo (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germanio) estis uzita por mezuri la fosaĵprofundon.Por observi korodajn fosaĵojn sub la biofilmo, la prova specimeno unue estis purigita laŭ la Ĉina Nacia Normo (CNS) GB/T4334.4-2000 por forigi korodajn produktojn kaj biofilmon de la surfaco de la testa specimeno.
Rentgenfota fotoelektrona spektroskopio (XPS, ESCALAB250 surfaca analizsistemo, Thermo VG, Usono) analizo estis farita uzante monokromata Rentgenfota fonto (Aluminio Kα linio kun energio de 1500 eV kaj potenco de 150 W) en larĝa gamo de devigaj energioj 0 sub normaj kondiĉoj de –1350 eV.Alt-rezoluciaj spektroj estis registritaj uzante dissendenergion de 50 eV kaj paŝon de 0.2 eV.
La kovataj specimenoj estis forigitaj kaj milde lavitaj kun PBS (pH 7.4 ± 0.2) dum 15 s45.Por observi bakterian daŭrigeblecon de biofilmoj sur specimenoj, biofilmoj estis makulitaj uzante la LIVE/DEAD BacLight BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, Usono).La ilaro enhavas du fluoreskajn tinkturfarbojn: SYTO-9 verda fluoreska tinkturfarbo kaj propidiojodudo (PI) ruĝa fluoreska tinkturfarbo.En CLSM, fluoreskaj verdaj kaj ruĝaj punktoj reprezentas vivajn kaj mortajn ĉelojn, respektive.Por makulado, 1 ml da miksaĵo enhavanta 3 µl da SYTO-9 kaj 3 µl da PI-solvo estis kovataj dum 20 minutoj ĉe ĉambra temperaturo (23 °C) en la mallumo.Poste, la makulitaj specimenoj estis ekzamenitaj je du ondolongoj (488 nm por vivaj ĉeloj kaj 559 nm por mortaj ĉeloj) uzante Nikon CLSM-aparaton (C2 Plus, Nikon, Japanio).La biofilma dikeco estis mezurita en 3D-skana reĝimo.
Kiel citi ĉi tiun artikolon: Li, H. et al.Mikroba korodo de 2707 superdupleksa rustorezista ŝtalo de Pseudomonas aeruginosa mara biofilmo.la scienco.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streskoroda krakado de LDX 2101 dupleksa neoksidebla ŝtalo en kloridsolvoj en ĉeesto de tiosulfato. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streskoroda krakado de LDX 2101 dupleksa neoksidebla ŝtalo en kloridsolvoj en ĉeesto de tiosulfato. Zanotto, F. , Grassi, V. , Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. творах хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streskoroda krakado de dupleksa neoksidebla ŝtalo LDX 2101 en kloridsolvoj en ĉeesto de tiosulfato. 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 溶液 中 应力 腐蚀 开裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相neoksidebla ŝtalo在福代sulfate分下下南性性生于中图像剧惂 Zanotto, F. , Grassi, V. , Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. творе хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streskoroda krakado de dupleksa neoksidebla ŝtalo LDX 2101 en klorida solvaĵo en ĉeesto de tiosulfato.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efikoj de solva varmotraktado kaj nitrogeno en ŝirma gaso sur la rezisto al pika korodo de hiperdupleksa neoksidebla ŝtala veldoj. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efikoj de solva varmotraktado kaj nitrogeno en ŝirma gaso sur la rezisto al pika korodo de hiperdupleksa neoksidebla ŝtala veldoj.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS kaj Park, YS Efekto de solva varmotraktado kaj nitrogeno en ŝirma gaso sur la truanta korodorezisto de hiperdupleksaj neoksideblaj ŝtalaj veldoj. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS 固溶热处理和保护气体中的氮气对超双相不锈钢焊缝抗焊缝抗点轹胀抗点轓中的氮气对超双 Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS kaj Park, YS Efekto de solva varmotraktado kaj nitrogeno en ŝirma gaso sur la truanta korodorezisto de superdupleksa neoksidebla ŝtalo veldoj.koros.la scienco.53, 1939-1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Kompara studo en kemio de mikrobe kaj elektrokemie induktita truado de 316L neoksidebla ŝtalo. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Kompara studo en kemio de mikrobe kaj elektrokemie induktita truado de 316L neoksidebla ŝtalo.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. kaj Lewandowski, Z. Kompara kemia studo de mikrobiologia kaj elektrokemia pitting de 316L neoksidebla ŝtalo. 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. kaj Lewandowski, Z. Kompara kemia studo de mikrobiologia kaj elektrokemie induktita pitting en 316L neoksidebla ŝtalo.koros.la scienco.45, 2577-2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. La elektrokemia konduto de 2205 duplex neoksidebla ŝtalo en alkalaj solvoj kun malsama pH en ĉeesto de klorido. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. La elektrokemia konduto de 2205 duplex neoksidebla ŝtalo en alkalaj solvoj kun malsama pH en ĉeesto de klorido.Luo H., Dong KF, Lee HG kaj Xiao K. Elektrokemia konduto de duplex neoksidebla ŝtalo 2205 en alkalaj solvoj kun malsama pH en ĉeesto de klorido. Luo, H., Dong, CF, Lio, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的电化化中电化物存在下不同 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Elektrokemia konduto de 双相neoksidebla ŝtalo en la ĉeesto de klorido ĉe malsama pH en alkala solvaĵo.Luo H., Dong KF, Lee HG kaj Xiao K. Elektrokemia konduto de duplex neoksidebla ŝtalo 2205 en alkalaj solvoj kun malsama pH en ĉeesto de klorido.Elektrokemo.Revuo.64, 211-220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI La influo de maraj biofilmoj sur korodo: konciza revizio. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI La influo de maraj biofilmoj sur korodo: konciza revizio.Malgranda, BJ, Lee, JS kaj Ray, RI-Efikoj de Maraj Biofilmoj sur Korido: Mallonga Revizio. 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, RIMalgranda, BJ, Lee, JS kaj Ray, RI-Efikoj de Maraj Biofilmoj sur Korido: Mallonga Revizio.Elektrokemo.Revuo.54, 2-7 (2008).