Köszönjük, hogy meglátogatta a Nature.com webhelyet. Az Ön által használt böngészőverzió korlátozottan támogatja a CSS-t. A legjobb élmény érdekében javasoljuk, hogy használjon frissített böngészőt (vagy kapcsolja ki a kompatibilitási módot az Internet Explorerben). Addig is a folyamatos támogatás érdekében a webhelyet stílusok és JavaScript nélkül jelenítjük meg.
A mikrobiális korrózió (MIC) számos iparágban komoly probléma, mivel hatalmas gazdasági veszteségeket okozhat. A 2707 szuperduplex rozsdamentes acélt (2707 HDSS) kiváló vegyszerállósága miatt tengeri környezetben használták. MIC-vel szembeni ellenállását azonban nem sikerült kísérletileg igazolni.E tanulmányban a 2707-es maririumbaktériumok aerobicosseudomus okozta MIC viselkedését az trokémiai elemzés kimutatta, hogy Pseudomonas aeruginosa biofilm jelenlétében a 2216E tápközegben pozitív változás következett be a korróziós potenciálban és a korróziós áramsűrűség növekedése.Röntgen fotoelektron spektroszkópia (XPS) analízis kimutatta a Cr-tartalom csökkenését a minta felszínén a biofilm alatt. Képalkotó elemzés azt mutatta, hogy a biofilm mélysége maximuma6. μm 14 napos inkubáció alatt. Bár ez kicsi, ez azt jelzi, hogy a 2707 HDSS nem teljesen immunis a P. aeruginosa biofilmek MIC-jére.
A duplex rozsdamentes acélokat (DSS) széles körben használják a különböző iparágakban a kiváló mechanikai tulajdonságok és a korrózióállóság ideális kombinációja miatt1,2.Azonban továbbra is előfordul lokális lyukacsosodás, és ez befolyásolja ennek az acélnak az integritását3,4.A DSS nem ellenáll a mikrobiális korróziónak (MIC)5,6.Annak ellenére, hogy a DSS-nek még mindig nincs elegendő korrózióálló felhasználási köre, ahol a DSS-ek még mindig nem használhatók. drágább, nagyobb korrózióállóságú anyagokra van szükség.Jeon és munkatársai7 azt találták, hogy még a szuperduplex rozsdamentes acéloknak (SDSS) is vannak bizonyos korlátai a korrózióállóság tekintetében.Ezért bizonyos alkalmazásokban nagyobb korrózióállóságú szuperduplex rozsdamentes acélokra (HDSS) van szükség.Ez az erősen ötvözött HDSS kifejlesztéséhez vezetett.
A DSS korrózióállósága az alfa- és gamma-fázisok arányától, valamint a második fázissal szomszédos 8, 9, 10 Cr-, Mo- és W-kimerült régióktól függ.A HDSS magas Cr-, Mo- és N11-tartalmat tartalmaz, ezért kiváló korrózióállósággal rendelkezik, és magas (45-50) Pitting Resistance Equivalent Number (wt.0% (wt.3%)) értékkel rendelkezik. t% W) + 16 tömeg% N12. Kiváló korrózióállósága egy körülbelül 50% ferrit (α) és 50% ausztenit (γ) fázist tartalmazó kiegyensúlyozott összetételen alapul, a HDSS jobb mechanikai tulajdonságokkal és nagyobb ellenállással rendelkezik, mint a hagyományos DSS13.Klorid korróziós tulajdonságok. A javított korrózióállóság kiterjeszti a HDSS használatát korrozívabb kloridos környezetben, például tengeri környezetben.
A MIC-k számos iparágban komoly problémát jelentenek, például az olaj-, gáz- és víziközművekben.14.A MIC az összes korróziós kár 20%-áért felelős.15.A MIC egy bioelektrokémiai korrózió, amely számos környezetben megfigyelhető. A fémfelületeken képződő biofilmek megváltoztatják az elektrokémiai feltételeket, ezáltal befolyásolják a mikroorganizmusok korróziós folyamatát. Úgy gondolják, hogy az elektrogén korróziós folyamata igen nagy. e fémek, hogy fenntartó energiát nyerjenek a túléléshez17.A legújabb MIC vizsgálatok kimutatták, hogy az EET (extracelluláris elektrontranszfer) az elektrogén mikroorganizmusok által kiváltott MIC sebességkorlátozó tényezője.Zhang et al.18 kimutatták, hogy az elektronközvetítők felgyorsítják az elektrontranszfert a Desulfovibrio sessificans sejtek és a 304 rozsdamentes acél között, ami súlyosabb MIC támadáshoz vezet. Enning et al.19 és Venzlaff et al.20 kimutatta, hogy a korrozív szulfátredukáló baktériumok (SRB) biofilmjei közvetlenül elnyelhetik az elektronokat a fémhordozókról, ami súlyos pontkorróziót eredményez.
A DSS-ről ismert, hogy SRB-t, vasredukáló baktériumokat (IRB) stb. tartalmazó környezetben érzékeny a MIC-re. 21. Ezek a baktériumok lokális lyukképződést okoznak a DSS-felületeken a biofilmek alatt22,23. A DSS-től eltérően a HDSS24 MIC-értéke kevéssé ismert.
A Pseudomonas aeruginosa egy gram-negatív mozgó pálca alakú baktérium, amely a természetben széles körben elterjedt25. A Pseudomonas aeruginosa a tengeri környezetben is jelentős mikrobiális csoport, ami a MIC-t okozza az acélnak. A Pseudomonas szorosan részt vesz a korróziós folyamatokban, és úttörő kolonizálóként ismert a Mahat et al. biofilm képződése során.28 és Yuan et al.29 kimutatta, hogy a Pseudomonas aeruginosa hajlamos növelni a lágy acélok és ötvözetek korróziós sebességét vizes környezetben.
E munka fő célja a Pseudomonas aeruginosa tengeri aerob baktérium által okozott 2707 HDSS MIC tulajdonságainak vizsgálata volt elektrokémiai módszerekkel, felületanalitikai technikákkal és korróziós termékanalízissel. Elektrokémiai vizsgálatok, beleértve a nyílt áramkörű potenciált (OCP), a lineáris polarizációs ellenállást (Linear Polarization Resistance), a polarizációs ellenállást (LPR), a polikémiai impregnálási ellenállást és az elektrokémiai improvizációt. 2707 HDSS MIC viselkedésének tanulmányozására végeztük.Energia diszperzív spektrométer (EDS) elemzést végeztünk a kémiai elemek megtalálására a korrodált felületen.Ezen kívül röntgen fotoelektron spektroszkópiás (XPS) analízissel határoztuk meg az oxidfilm passziváció stabilitását Pseudomonas tartalmú tengeri környezet hatására (mikroszkenner confocope CL lézer alatt mértük meg a pittossmfocope lézert).
Az 1. táblázat felsorolja a 2707 HDSS kémiai összetételét.A 2. táblázatban látható, hogy a 2707 HDSS kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik 650 MPa folyáshatár mellett.Az 1. ábra az oldatos hőkezelt 2707 HDSS optikai mikroszerkezetét mutatja.A másodlagos fázisok nélküli ausztenit és ferrit fázisok megnyúlt sávjai láthatók a szekunder fázisok nélkül.
A 2a. ábra a nyílt áramköri potenciál (Eocp) és expozíciós idő adatait mutatja a 2707 HDSS-re abiotikus 2216E tápközegben és P. aeruginosa táptalajban 14 napon keresztül 37 °C-on. Ez azt mutatja, hogy a legnagyobb és jelentős változás az Eocp-ben az első 24 órában következik be. Az Eocp értékek mindkét esetben a -145 S.7 m körüli értékre zuhantak. mV (vs. SCE) és -236 mV (vs. SCE) az abiotikus minta és P esetében.Pseudomonas aeruginosa kuponok. 24 óra elteltével a 2707 HDSS Eocp értéke P. aeruginosa esetében viszonylag stabil volt -228 mV-on (vs. SCE), míg a nem biológiai minták megfelelő értéke megközelítőleg -442 mV volt (vs. SCE). Az Eocp.
2707 HDSS minta elektrokémiai vizsgálata abiotikus tápközegben és Pseudomonas aeruginosa táptalajban 37 °C-on:
(a) Eocp az expozíciós idő függvényében, (b) polarizációs görbék a 14. napon, (c) Rp az expozíciós idő függvényében és (d) icorr az expozíciós idő függvényében.
A 3. táblázat felsorolja 2707 HDSS-minta elektrokémiai korróziós paramétereit, amelyeket 14 napon keresztül abiotikus közeggel és Pseudomonas aeruginosa oltott táptalajjal kezeltek. Az anódos és katódos görbék érintőit extrapoláltuk, hogy megkapjuk a metszéspontokat, amelyek korróziós áramsűrűséget (icorr) és potenciális korróziós (korróziós βββ) és potenciális 30,31.
A 2b. ábrán látható módon a P. aeruginosa görbe felfelé tolódása az Ecorr növekedését eredményezte az abiotikus görbéhez képest. A korróziós sebességgel arányos icorr érték 0,328 μA cm-2-re nőtt a Pseudomonas aeruginosa mintában, ami négyszerese a nem biológiai mintának (0.08 μA cm-2).
Az LPR egy klasszikus roncsolásmentes elektrokémiai módszer a gyors korrózióelemzéshez. A MIC32 tanulmányozására is használták. A 2c. ábra a polarizációs ellenállást (Rp) mutatja az expozíciós idő függvényében. A magasabb Rp érték kevesebb korróziót jelent. Az első 24 órában a 2707 HDSS Rp értéke elérte a 1907 HDSS Rp maximális értéket 190cm25 cm2 u 4 cm2 minta esetén. domonas aeruginosa minták.A 2c. ábra azt is mutatja, hogy az Rp érték gyorsan csökkent egy nap után, majd viszonylag változatlan maradt a következő 13 napban. A Pseudomonas aeruginosa minta Rp értéke körülbelül 40 kΩ cm2, ami jóval alacsonyabb, mint a nem biológiai minta 450 kΩ cm2 értéke.
Az icorr érték arányos az egyenletes korróziós sebességgel. Értéke a következő Stern-Geary egyenletből számítható ki,
Zou et al.A 33. ábrán a Tafel B lejtő tipikus értéke ebben a munkában 26 mV/dec. A 2d. ábra azt mutatja, hogy a nem biológiai 2707-es minta icorr-je viszonylag stabil maradt, míg a P. aeruginosa minta nagymértékben ingadozott az első 24 óra után. Az icorr értékek a nem-biológiai kontrollnál P. nagyságrenddel magasabbak voltak. összhangban van a polarizációs ellenállás eredményeivel.
Az EIS egy másik roncsolásmentes technika, amelyet a korrodált határfelületeken zajló elektrokémiai reakciók jellemzésére használnak. Abiotikus közegnek és Pseudomonas aeruginosa oldatnak kitett próbatestek impedanciaspektrumai és számított kapacitásértékei, a minta felületén képződött passzív film/biofilm Rb-ellenállása, Rct töltésátviteli ellenállás, Cdl-Q-elektromos paraméterű CEDLPECacitáz A paramétereket tovább elemeztük az adatok illesztésével egy ekvivalens áramköri (EEC) modell segítségével.
A 3. ábra 2707 HDSS-minta tipikus Nyquist-diagramját (a és b) és Bode-diagramját (a' és b') mutatja abiotikus tápközegben és P. aeruginosa táptalajban, különböző inkubációs időkhöz. A Nyquist-gyűrű átmérője csökken Pseudomonas aeruginosa jelenlétében. A Bode-diagram (3b' ábra) mutatja a teljes relaxációs idő nagyságának növekedését. A 4. ábra az egyrétegű (a) és kétrétegű (b) alapú fizikai struktúrákat és a hozzájuk tartozó EEC-ket mutatja be. A CPE bekerül az EEC-modellbe. Bebocsátását és impedanciáját a következőképpen fejezzük ki:
Két fizikai modell és megfelelő egyenértékű áramkörök a 2707 HDSS minta impedanciaspektrumának illesztéséhez:
ahol Y0 a CPE nagysága, j a képzeletbeli szám vagy (-1)1/2, ω a szögfrekvencia, és n a CPE teljesítményindex kisebb, mint egység35. A töltésátviteli ellenállás inverze (azaz 1/Rct) a korróziós sebességnek felel meg. A kisebb Rct a P korróziós rátát 214 napnál gyorsabban jelenti. Az eruginosa minták elérték a 32 kΩ cm2-t, ami jóval kisebb, mint a nem biológiai minták 489 kΩ cm2-e (4. táblázat).
Az 5. ábrán látható CLSM-képek és SEM-képek egyértelműen azt mutatják, hogy a 2707 HDSS-minta felületén a biofilm-fedettség 7 nap után sűrű. 14 nap után azonban a biofilm-fedettség ritka volt, és megjelent néhány elhalt sejt. Az 5. táblázat mutatja a biofilm vastagságát 2707 HDSS-mintán a P. anderuginosa maximális 23 napos 7 μm14 napos expozíciója után. 7 napról 14 nap után 18,9 μm-re. Az átlagos biofilm vastagság is megerősítette ezt a tendenciát. 22,2 ± 0,7 μm-ről 7 nap után 17,8 ± 1,0 μm-re csökkent 14 nap után.
(a) 3-D CLSM kép 7 nap után, (b) 3-D CLSM kép 14 nap után, (c) SEM kép 7 nap után és (d) SEM kép 14 nap után.
Az EDS kémiai elemeket tárt fel biofilmekben és korróziós termékekben a P. aeruginosa hatásának 14 napon keresztül kitett mintákon. A 6. ábrán látható, hogy a biofilmekben és a korróziós termékekben a C-, N-, O- és P-tartalom jóval magasabb, mint a csupasz fémekben, mivel ezek az elemek biofilmekhez és metabolitjaikhoz kapcsolódnak. A mikrobáknak csak nyomokban van szükségük a felületi vas- és króm-korróm- és vas-termékekre. A próbatestek közül azt jelzi, hogy a fémmátrix korrózió miatt vesztett elemeket.
14 nap elteltével 2216E tápközegben P. aeruginosa-val és anélkül gödrösödést figyeltek meg. Inkubálás előtt a minta felülete sima és hibamentes volt (7a. ábra). Inkubáció és a biofilm és a korróziós termékek eltávolítása után a minták felszínén lévő legmélyebb gödröket CLSM alatt vizsgáltuk, amint az a 7b. ábra nem látható felszínén és a nem talált mintában látható. (maximális gödörmélység 0,02 μm). A Pseudomonas aeruginosa által okozott maximális gödörmélység 0,52 μm volt 7 nap után és 0,69 μm 14 nap után, 3 minta átlagos maximális gödörmélysége alapján (minden mintához 10 maximális gödörmélység került kiválasztásra) elérte a 0,412 μm ±5 μm ±5 μm ± 0,412,0 μm-t. , illetve (5. táblázat). Ezek a gödörmélység értékek kicsik, de fontosak.
(a) Expozíció előtt, (b) 14 napig abiotikus tápközegben és (c) 14 napig Pseudomonas aeruginosa táptalajban.
A 8. ábra a különböző mintafelületek XPS-spektrumait mutatja, az egyes felületekre elemzett kémiai összetételeket pedig a 6. táblázat foglalja össze. A 6. táblázatban a Fe és a Cr atomszázalékai P. aeruginosa jelenlétében (A és B minták) sokkal alacsonyabbak voltak, mint a nem biológiai kontrollmintáké (C és D minták). 574,4, 576,6, 578,3 és 586,8 eV kötési energia (BE) komponensek, amelyek rendre a Cr, Cr2O3, CrO3 és Cr(OH)3-nak tulajdoníthatók (9a. és b. ábra). Nem biológiai minták esetében a Cr 2p magszintű minták esetében a Cr 2p magszintű spektrum a Cr02-hez (57V) két fő csúcsot tartalmaz (57V a Cr0. 75,90 eV a BE) esetében a 9c és d ábrán. A legszembetűnőbb különbség az abiotikus és a P. aeruginosa minták között a Cr6+ jelenléte és a Cr(OH)3 magasabb relatív frakciója (BE 586,8 eV) volt a biofilm alatt.
A 2707 HDSS minta felületének széles XPS spektruma a két közegben 7 nap, illetve 14 nap.
(a) 7 nap P. aeruginosa expozíció, (b) 14 nap P. aeruginosa expozíció, (c) 7 nap abiotikus táptalaj és (d) 14 nap abiotikus táptalaj.
A HDSS a legtöbb környezetben magas szintű korrózióállóságot mutat.Kim et al.2 arról számolt be, hogy az UNS S32707 HDSS erősen ötvözött DSS-nek minősül, amelynek PREN értéke meghaladja a 45-öt. A 2707 HDSS minta PREN értéke ebben a munkában 49 volt. Ez a magas krómtartalmának, valamint a magas molibdén- és Ni-szintjének köszönhető, amelyek jótékony hatásúak savas és magas klorid-ellenállású környezetben. Ezen túlmenően hasznos a mikrostabilitás és a strukturális összetétel, valamint a korróziómentesség is. .Azonban kiváló vegyszerállósága ellenére a jelen munka kísérleti adatai azt sugallják, hogy a 2707 HDSS nem teljesen immunis a P. aeruginosa biofilmek MIC-jére.
Az elektrokémiai eredmények azt mutatták, hogy a 2707 HDSS korróziós sebessége a P. aeruginosa táptalajban 14 nap után szignifikánsan megnövekedett a nem biológiai táptalajhoz képest. A 2a. ábrán az Eocp csökkenése volt megfigyelhető mind az abiotikus táptalajban, mind a P. aeruginosa táptalajban az első 24 órában. Ezt követően a biofilm relatíve teljesen lefedi az Eocp felületét, és az Eocp felülete is befedi6H. A biológiai Eocp értéke jóval magasabb volt, mint a nem biológiai Eocpé. Okkal feltételezhető, hogy ez a különbség a P. aeruginosa biofilm képződésének köszönhető. A 2d. ábrán P. aeruginosa jelenlétében a 2707 HDSS icorr értéke elérte a 0,627 μA cm-2-t, ami konzisztens a 0 μA-6 nagyságrenddel magasabb. az EIS által mért Rct érték. Az első napokban a P. aeruginosa sejtek impedancia értékei megemelkedtek a P. aeruginosa sejtek megtapadása és a biofilmek képződése miatt. Amikor azonban a biofilm teljesen lefedi a minta felületét, az impedancia csökken. Elsőként a védőréteget támadják meg a biofilmek ellenállásának csökkenése, a biofilmek megtapadásának ideje és a biofilmek megkötése miatt. A P. aeruginosa lokalizált korróziót okozott. A tendenciák az abiotikus közegekben eltérőek voltak. A nem biológiai kontroll korrózióállósága jóval magasabb volt, mint a P. aeruginosa táptalajnak kitett minták megfelelő értéke. Továbbá az abiotikus minták esetében a 2707 HDSS Rct értéke elérte a 489 kΩ Rct értéket (a jelenléte 2707 Rct értéke 489 kΩ, amely a c2 cm2-ben a 14. napon). Ezért a 2707 HDSS kiváló korrózióállósággal rendelkezik steril környezetben, de nem ellenálló a P. aeruginosa biofilmek MIC-támadásával szemben.
Ezek az eredmények a 2b. ábra polarizációs görbéiből is megfigyelhetők. Az anódos elágazás a Pseudomonas aeruginosa biofilm képződésének és a fémoxidációs reakcióknak tulajdonítható. Ugyanakkor a katódos reakció az oxigén redukciója. A P. aeruginosa jelenléte nagymértékben megnövelte a korróziós áramsűrűséget, ez megközelítőleg egy nagyságrenddel nagyobb, mint a biotikus korróziós kontroll növekedés a lokális Peruginosa-növekedésnél. 2707 HDSS.Yuan és munkatársai29 azt találták, hogy a 70/30 Cu-Ni ötvözet korróziós áramsűrűsége megnőtt a P. aeruginosa biofilm hatására. Ennek oka lehet a Pseudomonas aeruginosa biofilmek oxigéncsökkentésének biokatalízise. Ez a megfigyelés magyarázhatja a 2707 biofilm MIC-jét is, mert a HDSS-ben is kevesebb az oxigénhiány. a fémfelület oxigénnel történő újrapassziválása hozzájárulhat a MIC-hez ebben a munkában.
Dickinson és mtsai.38 azt sugallta, hogy a kémiai és elektrokémiai reakciók sebességét közvetlenül befolyásolhatja a minta felületén lévő ülő baktériumok metabolikus aktivitása és a korróziós termékek természete. Amint az 5. és 5. táblázat mutatja, a sejtszám és a biofilm vastagsága egyaránt csökkent 14 nap után. Ez ésszerűen magyarázható, hogy 14 nap elteltével a HD20 deszileciós sejtek nagy része a tápanyag-felszínen27 kiürült. 16E tápközeg vagy mérgező fémionok felszabadulása a 2707 HDSS mátrixból. Ez a szakaszos kísérletek korlátozása.
Ebben a munkában a P. aeruginosa biofilm elősegítette a Cr és a Fe lokális kiürülését a biofilm alatt a 2707 HDSS felületén (6. ábra). A 6. táblázatban a D mintában a Fe és Cr csökkenése látható a C mintához képest, ami azt jelzi, hogy a P. aeruginosa biofilm által okozott oldott Fe és Cr az első 27 napon túl is megmaradt a használt közegben. 0 ppm Cl-, ami hasonló a természetes tengervízben találthoz. Az 17700 ppm Cl- jelenléte volt a fő oka a Cr-csökkenésnek az XPS által elemzett 7 és 14 napos abiotikus mintákban. A P. aeruginosa mintákkal összehasonlítva az abiotikus mintákban a Cr kioldódása az abiotikus mintákban jóval kisebb volt az erős környezeti rezisztencia miatt. a Cr6+ jelenléte a passzivációs filmben. Részt vehet a Cr eltávolításában acélfelületekről P. aeruginosa biofilmek által, ahogy azt Chen és Clayton javasolta.
A baktériumok szaporodása miatt a táptalaj pH-értéke a tenyésztés előtt 7,4, illetve 8,2 volt. Ezért a P. aeruginosa biofilm alatt a szerves sav korrózió valószínűleg nem járul hozzá ehhez a munkához, mivel az ömlesztett táptalaj viszonylag magas pH-értéke volt. vizsgálati időszak. Az oltóközeg pH-értékének emelkedése az inkubáció után a P. aeruginosa metabolikus aktivitásának köszönhető, és azt találták, hogy tesztcsíkok hiányában ugyanolyan hatással van a pH-ra.
A 7. ábrán látható, hogy a P. aeruginosa biofilm által okozott maximális gödörmélység 0,69 μm volt, ami jóval nagyobb, mint az abiotikus közegé (0,02 μm). Ez összhangban van a fent leírt elektrokémiai adatokkal. A 0,69 μm-es gödörmélység több mint tízszer kisebb, mint a 9,5 μm-es gödörmélység a HD7020 körülmények között, mint a HD720 értéknél. jobb MIC-ellenállást mutat a 2205 DSS-hez képest.Ez nem meglepő, mivel a 2707 HDSS magasabb krómtartalommal rendelkezik, ami hosszabb ideig tartó passziválást biztosít, a kiegyensúlyozott fázisszerkezetnek köszönhetően, káros másodlagos csapadék nélkül, ami megnehezíti a P. aeruginosa passziválását és a kiindulási pontok fogyatkozását.
Összefoglalva, a P. aeruginosa táptalajban található 2707 HDSS felületén MIC-pontosodást találtak, összehasonlítva az abiotikus közegben tapasztalható elhanyagolható lyukakkal. Ez a munka azt mutatja, hogy a 2707 HDSS-nek jobb a MIC-rezisztenciája, mint a 2205-ös DSS-nek, de a P. aeruginosa biofilm miatt nem teljesen immunis a MIC-re. Ezek az eredmények elősegítik a megfelelő acél élettartamának és környezeti élettartamának becslését.
A 2707 HDSS kupont a Shenyang-i Northeastern University (NEU) School of Metallurgy (NEU) bocsátja rendelkezésre. A 2707 HDSS elemi összetételét az 1. táblázat mutatja, amelyet a NEU Anyagelemzési és Vizsgálati Osztálya elemzett. Minden mintát oldatban kezeltek 1180 °C-on, 20-7 órás korróziós teszttel. Az 1 cm2-es felületet szilícium-karbid papírral 2000-es szemcseméretűre políroztuk, majd 0,05 μm-es Al2O3 porszuszpenzióval tovább políroztuk. Az oldalakat és az alját inert festék védi. Száradás után a próbatesteket ultraibolya ionmentesített vízzel leöblítettük, majd 75% (v/v) levegő-hanol-drivel sterilizáltuk. .5 órával használat előtt.
A Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 törzset a Xiamen Marine Culture Collection Center-től (MCCC), Kína vásároltuk. A Pseudomonas aeruginosa-t aerob körülmények között tenyésztettük 37 °C-on 250 ml-es lombikokban és 500 ml elektrokémiai üvegsejtekben Marine 2216E Ltd. Biotechnológiai folyékony táptalaj (Q,technologog. /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 SrCl2, 0,08 SrBr2, H 3BO 0 0 0 03 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5,0 pepton, 1,0 élesztőkivonat és 0,1 vas-citrát. Az oltás előtt 121 °C-on 20 percig autoklávozzuk. A sessilis és planktonsejtek számlálása hemocitométerrel, P4 kezdeti planktonoszezonos sejtkoncentrációval, P4 mikroszonikus sejtkoncentrációval. eruginosa sejtszáma közvetlenül az oltás után körülbelül 106 sejt/ml volt.
Az elektrokémiai vizsgálatokat klasszikus, háromelektródás üvegcellában végeztük, közepes térfogatú, 500 ml-es. A reaktorhoz egy platinalapot és egy telített kalomelelektródát (SCE) csatlakoztattak a reaktorhoz sóhíddal töltött Luggin-kapillárisokon keresztül, amelyek ellen-, illetve referenciaelektródaként szolgáltak. A munkaelektródák elkészítéséhez egy-egy gumival bevont, kb. ed felületet a munkaelektródához.Az elektrokémiai mérések során a mintákat 2216E közegbe helyeztük, és állandó inkubációs hőmérsékleten (37 °C) tartottuk vízfürdőben. Az OCP, LPR, EIS és potenciális dinamikus polarizációs adatokat Autolab potenciostat segítségével mértük (Reference 600TM, m/V teszt). a -5 és 5 mV tartományt Eocp-vel és 1 Hz-es mintavételezési frekvenciával.EIS szinuszhullámmal végeztük a 0,01 és 10 000 Hz közötti frekvencia tartományban 5 mV-os feszültséggel, állandósult állapotban Eocp. A potenciál sweep előtt az elektródák nyitott áramkörű üzemmódban voltak, majd a potenciálgörbítési értékeket elértük a Potenciálgörbítésig. 1,5 V vs. Eocp 0,166 mV/s pásztázási sebességgel. Minden tesztet háromszor megismételtünk P. aeruginosa-val és anélkül.
A metallográfiai analízishez használt próbatesteket mechanikusan políroztuk 2000-es szemcseméretű nedves SiC papírral, majd 0,05 μm Al2O3 porszuszpenzióval tovább políroztuk optikai megfigyelés céljából. A metallográfiai elemzést optikai mikroszkóp segítségével végeztük. A próbatesteket 10 tömeg%-os kálium-hidroxid oldattal 43 marattuk.
Inkubálás után a mintákat háromszor mostuk foszfáttal pufferolt sóoldattal (PBS) (pH 7,4 ± 0,2), majd 2,5%-os (v/v) glutáraldehiddel fixáltuk 10 órán keresztül a biofilmek rögzítése érdekében. Ezt követően fokozatos sorozattal dehidratáltuk. v) etanollal levegőn szárítás előtt.Végül a minta felületét aranyfóliával porlasztják be, hogy vezetőképességet biztosítsanak a SEM-megfigyeléshez.A SEM-képeket azokra a foltokra fókuszáltuk, ahol az egyes minták felületén a leginkább ülő P. aeruginosa sejt található.Végezzen EDS-elemzést a kémiai elemek megtalálásához.A Zeiss Confocal Laser Scanning Microsco. A biofilm alatti korróziós gödrök megfigyelése érdekében a próbadarabot először megtisztították a GB/T4334.4-2000 kínai nemzeti szabvány (CNS) szerint, hogy eltávolítsák a korróziós termékeket és a biofilmet a próbadarab felületéről.
Röntgen fotoelektron spektroszkópia (XPS, ESCALAB250 felületelemző rendszer, Thermo VG, USA) analízist monokromatikus röntgenforrással (alumínium Ka-vonal 1500 eV energiával és 150 W teljesítménnyel) végeztük széles kötési energia tartományban 0 szabványos körülmények között –1350 eV spektrum és eV áthaladási 50 hra felhasználásával. V lépésméret.
Az inkubált mintákat eltávolítottuk, és óvatosan öblítettük PBS-sel (pH 7,4 ± 0,2) 15 s45-ig. A mintákon lévő biofilmek bakteriális életképességének megfigyelésére a biofilmeket a LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugenecent,-TO) két fluores, OR kittel megfestettük. 9 festék és egy vörös fluoreszcens propidium-jodid (PI) festék. CLSM alatt a fluoreszkáló zöld és piros pontok az élő és az elhalt sejteket jelentik. A festéshez 3 μl SYTO-9-et és 3 μl PI oldatot tartalmazó 1 ml-es keveréket inkubáltunk, a mintát 20 percig szobahőmérsékleten, sötétben 23 percig inkubáltuk. hullámhosszak (488 nm élő sejtek és 559 nm elhalt sejtek) Nikon CLSM gép segítségével (C2 Plus, Nikon, Japán). A biofilm vastagságát 3-D pásztázási módban mértük.
Hogyan idézzük ezt a cikket: Li, H. et al.Microbial corrosion of 2707 super duplex rozsdamentes acél tengeri Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress corrosion cracking of LDX 2101 duplex rozsdamentes acél klorid oldatban tioszulfát jelenlétében.coros.science.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Oldatos hőkezelés és védőgázban lévő nitrogén hatása a szuperduplex rozsdamentes acél welds pontkorróziós ellenállására.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. A mikrobiális és elektrokémiailag indukált lyukas korrózió összehasonlító kémiai vizsgálata 316L rozsdamentes acélban.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 duplex rozsdamentes acél elektrokémiai viselkedése különböző pH-jú lúgos oldatokban klorid jelenlétében.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI A tengeri biofilmek hatása a korrózióra: tömör áttekintés. Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).