Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար: Բրաուզերի տարբերակը, որը դուք օգտագործում եք, սահմանափակ աջակցություն ունի CSS-ին: Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում): Մինչդեռ շարունակական աջակցությունն ապահովելու համար մենք կայքը կցուցադրենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Մանրէաբանական կոռոզիան (MIC) լուրջ խնդիր է բազմաթիվ ոլորտներում, քանի որ այն կարող է հանգեցնել հսկայական տնտեսական կորուստների: 2707 գերդուպլեքս չժանգոտվող պողպատը (2707 HDSS) օգտագործվել է ծովային միջավայրում՝ շնորհիվ իր հիանալի քիմիական դիմադրության: Այնուամենայնիվ, դրա դիմադրությունը MIC-ի նկատմամբ փորձարարականորեն չի ցուցադրվել: Այս ուսումնասիրության մեջ MIC-ի վարքագիծը առաջացրել է 2707 mariconaeig 2707 HDSS-ը: ated:Էլեկտրաքիմիական վերլուծությունը ցույց է տվել, որ 2216E միջավայրում Pseudomonas aeruginosa բիոֆիլմի առկայության դեպքում տեղի է ունեցել կոռոզիոն պոտենցիալի դրական փոփոխություն և կոռոզիոն հոսանքի խտության աճ: Ռենտգեն ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիայի (XPS) վերլուծությունը ցույց է տվել Cr-ի պարունակության նվազում նմուշի մակերևույթի վրա: ofilm-ը 14 օրվա ինկուբացիայի ընթացքում արտադրել է 0,69 մկմ առավելագույն խորություն: Թեև սա փոքր է, այն ցույց է տալիս, որ 2707 HDSS-ը լիովին անձեռնմխելի չէ P. aeruginosa բիոֆիլմերի MIC-ից:
Դուպլեքս չժանգոտվող պողպատները (DSS) լայնորեն օգտագործվում են տարբեր արդյունաբերություններում՝ գերազանց մեխանիկական հատկությունների և կոռոզիոն դիմադրության իրենց իդեալական համադրության համար1,2: Այնուամենայնիվ, տեղայնացված փոսը դեռևս տեղի է ունենում, և դա ազդում է այս պողպատի ամբողջականության վրա3,4:DSS-ը դիմացկուն չէ մանրէային կոռոզիայից (MIC)5,6:Չնայած DSS-ի լայն դիմադրությանը դեռևս բավարար չէ կոռոզիոն դիմադրության համար: Սա նշանակում է, որ պահանջվում են ավելի թանկ նյութեր՝ ավելի բարձր կոռոզիոն դիմադրությամբ: Jeon et al7-ը պարզել է, որ նույնիսկ սուպեր դուպլեքս չժանգոտվող պողպատները (SDSS) ունեն որոշակի սահմանափակումներ կոռոզիոն դիմադրության առումով: Հետևաբար, որոշ կիրառություններում պահանջվում են գերդյուպլեքս չժանգոտվող պողպատներ (HDSS) ավելի բարձր կոռոզիոն դիմադրությամբ: Սա հանգեցրեց բարձր լեգիրված HDSS-ի զարգացմանը:
DSS-ի կոռոզիոն դիմադրությունը կախված է ալֆա և գամմա փուլերի հարաբերակցությունից և երկրորդ փուլին կից Cr, Mo և W քայքայված 8, 9, 10 շրջաններից: 0,5 wt% W) + 16 wt% N12: Նրա հիանալի կոռոզիոն դիմադրությունը հիմնված է հավասարակշռված կազմի վրա, որը պարունակում է մոտավորապես 50% ֆերիտ (α) և 50% ավստենիտ (γ) փուլեր, HDSS-ն ունի ավելի լավ մեխանիկական հատկություններ և ավելի բարձր դիմադրություն, քան սովորական DSS13-ը:Քլորիդի կոռոզիոն հատկությունները: Բարելավված կոռոզիոն դիմադրությունը ընդլայնում է HDSS-ի օգտագործումը ավելի քայքայիչ քլորիդային միջավայրերում, ինչպիսիք են ծովային միջավայրերը:
MIC-ները մեծ խնդիր են բազմաթիվ ոլորտներում, ինչպիսիք են նավթի և գազի և ջրամատակարարման ձեռնարկությունները14: MIC-ը կազմում է բոլոր կոռոզիայից վնասների 20%-ը15: MIC-ը կենսաէլեկտրաքիմիական կոռոզիա է, որը կարելի է դիտարկել բազմաթիվ միջավայրերում: Մետաղական մակերեսների վրա ձևավորված կենսաթաղանթները փոխում են էլեկտրաքիմիական պայմանները՝ դրանով իսկ ազդելով կոռոզիայի գործընթացի վրա: կոռոզիայի ենթարկել մետաղները՝ գոյատևելու համար կայուն էներգիա ստանալու համար17:Վերջին MIC ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ EET (արտբջջային էլեկտրոնների փոխանցումը) հանդիսանում է էլեկտրագեն միկրոօրգանիզմների կողմից առաջացած MIC-ի արագությունը սահմանափակող գործոն: Zhang et al.18-ը ցույց տվեց, որ էլեկտրոնային միջնորդները արագացնում են էլեկտրոնի փոխանցումը Desulfovibrio sessificans բջիջների և 304 չժանգոտվող պողպատի միջև, ինչը հանգեցնում է MIC-ի ավելի ծանր հարձակման: Enning et al.19 and Venzlaff et al.20-ը ցույց տվեց, որ քայքայիչ սուլֆատը նվազեցնող բակտերիաները (SRB) բիոֆիլմերը կարող են ուղղակիորեն կլանել էլեկտրոնները մետաղական ենթաշերտերից, ինչը հանգեցնում է փոսային կոռոզիայի:
Հայտնի է, որ DSS-ը ենթակա է MIC-ի SRB, երկաթը նվազեցնող բակտերիաներ (IRB) պարունակող միջավայրերում: 21: Այս բակտերիաները բիոֆիլմի տակ DSS մակերեսների վրա տեղայնացված փոս են առաջացնում22,23: Ի տարբերություն DSS-ի, HDSS24-ի MIC-ը վատ հայտնի է:
Pseudomonas aeruginosa-ն գրամ-բացասական շարժուն ձողաձև բակտերիա է, որը լայնորեն տարածված է բնության մեջ25:Pseudomonas aeruginosa-ն նաև ծովային միջավայրի հիմնական մանրէաբանական խումբ է, որը MIC-ն առաջացնում է պողպատի:28 և Յուան և այլք:29-ը ցույց տվեց, որ Pseudomonas aeruginosa-ն հակված է բարձրացնելու մեղմ պողպատի և համաձուլվածքների կոռոզիայի արագությունը ջրային միջավայրում:
Այս աշխատանքի հիմնական նպատակն էր ուսումնասիրել 2707 HDSS-ի MIC հատկությունները, որոնք առաջացել են ծովային աերոբ բակտերիայով Pseudomonas aeruginosa՝ օգտագործելով էլեկտրաքիմիական մեթոդներ, մակերեսային անալիտիկ մեթոդներ և կոռոզիայից արտադրանքի վերլուծություն: Էլեկտրաքիմիական ուսումնասիրություններ՝ ներառյալ բաց շղթայի պոտենցիալը (OCP), գծային բևեռացման դիմադրություն (LPRscomystentialElect), Կատարվել է 2707 HDSS-ի MIC-ի վարքագիծը ուսումնասիրելու համար: Կատարվել է էներգիայի դիսպերսիվ սպեկտրոմետրի (EDS) վերլուծություն՝ կոռոզիայի ենթարկված մակերևույթի վրա քիմիական տարրեր հայտնաբերելու համար: Բացի այդ, ռենտգենյան ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիայի (XPS) վերլուծությունը օգտագործվել է օքսիդի թաղանթի պասիվացման կայունությունը որոշելու համար ծովային պասիվոնային դեկորատիվ միջավայրի ազդեցության տակ: շրջանակը (CLSM):
Աղյուսակ 1-ում թվարկված են 2707 HDSS-ի քիմիական բաղադրությունը: Աղյուսակ 2-ը ցույց է տալիս, որ 2707 HDSS-ն ունի հիանալի մեխանիկական հատկություններ 650 ՄՊա զիջման ուժով: Նկար 1-ում ներկայացված է ջերմային մշակված լուծույթի օպտիկական միկրոկառուցվածքը: 0% ֆերիտի ֆազեր:
Նկար 2ա-ն ցույց է տալիս բաց միացման պոտենցիալը (Eocp)՝ համեմատած ազդեցության ժամանակի տվյալների վրա 2707 HDSS-ի համար աբիոտիկ 2216E միջավայրում և P. aeruginosa արգանակի համար 14 օրվա ընթացքում 37 °C ջերմաստիճանում: Այն ցույց է տալիս, որ Eocp-ի ամենամեծ և նշանակալի փոփոխությունը տեղի է ունենում առաջին 24 ժամվա ընթացքում: կտրուկ իջել է՝ հասնելով -477 մՎ-ի (ընդդեմ SCE) և -236 mV-ի (ընդդեմ SCE-ի) աբիոտիկ նմուշի և P-ի համար, համապատասխանաբար):Pseudomonas aeruginosa կտրոններ, համապատասխանաբար: 24 ժամ հետո, Eocp-ի 2707 HDSS արժեքը P. aeruginosa-ի համար համեմատաբար կայուն էր -228 մՎ-ում (ընդդեմ SCE-ի), մինչդեռ ոչ կենսաբանական նմուշների համապատասխան արժեքը մոտավորապես -442 մՎ էր (ընդդեմ SCE-ի PCE-ի բավականին ցածր ներկայության):
2707 HDSS նմուշների էլեկտրաքիմիական փորձարկում աբիոտիկ միջավայրում և Pseudomonas aeruginosa արգանակում 37 °C ջերմաստիճանում.
(ա) Eocp՝ որպես ազդեցության ժամանակի ֆունկցիա, (բ) բևեռացման կորեր 14-րդ օրը, (գ) Rp՝ որպես ազդեցության ժամանակի ֆունկցիա և (d) icorr՝ որպես ազդեցության ժամանակի ֆունկցիա։
Աղյուսակ 3-ում ներկայացված են 2707 HDSS նմուշների էլեկտրաքիմիական կոռոզիայի պարամետրի արժեքները, որոնք ենթարկվել են աբիոտիկ միջավայրին և Pseudomonas aeruginosa պատվաստված միջավայրին 14 օրվա ընթացքում: Անոդային և կաթոդիկ կորերի շոշափողներն էքստրապոլացվել են՝ հասնելու խաչմերուկներին (կոռոզիոն կոռոզիոն հոսանք) տալով (կոռոզիոն դեգեներական հոսանք) և βգ) ըստ ստանդարտ մեթոդների30,31.
Ինչպես ցույց է տրված Նկար 2b-ում, P. aeruginosa կորի վերև տեղաշարժը հանգեցրել է Ecorr-ի ավելացմանը՝ համեմատած աբիոտիկ կորի հետ: icorr արժեքը, որը համաչափ է կոռոզիայի արագությանը, Pseudomonas aeruginosa նմուշում աճել է մինչև 0,328 μA սմ-2, որը չորս անգամ գերազանցում է ոչ կենսաբանական նմուշը (0 սմ.2 մկ2):
LPR-ը կոռոզիայի արագ վերլուծության դասական ոչ կործանարար էլեկտրաքիմիական մեթոդ է: Այն նաև օգտագործվել է MIC32-ն ուսումնասիրելու համար: Նկար 2c-ը ցույց է տալիս բևեռացման դիմադրությունը (Rp)՝ որպես ազդեցության ժամանակի ֆունկցիա: Rp-ի ավելի բարձր արժեքը նշանակում է ավելի քիչ կոռոզիա: Առաջին 24 ժամվա ընթացքում 2707 HDSS-ի Rp-ն հասել է 2707 HDSS-ի 5 kΩ9 մաքսիմում 5 kΩ9 նմուշի առավելագույն արժեքի համար: udomonas aeruginosa նմուշներ: Նկար 2c-ը նաև ցույց է տալիս, որ Rp-ի արժեքն արագորեն նվազել է մեկ օր հետո, այնուհետև մնացել է համեմատաբար անփոփոխ հաջորդ 13 օրվա ընթացքում: Pseudomonas aeruginosa նմուշի Rp արժեքը մոտ 40 kΩ սմ2 է, ինչը շատ ավելի ցածր է, քան 450 kΩbi սմ2 նմուշի ոչ-սմ2 արժեքից:
Icorr արժեքը համաչափ է կոռոզիայի միատեսակ արագությանը: Դրա արժեքը կարող է հաշվարկվել հետևյալ Stern-Geary հավասարումից.
Հետևելով Zou et al.33, այս աշխատանքում Tafel թեքության B-ի տիպիկ արժեքը ենթադրվում էր 26 մՎ/դեկ: Նկար 2d-ը ցույց է տալիս, որ ոչ կենսաբանական 2707 նմուշի պատկերը համեմատաբար կայուն է մնացել, մինչդեռ P. aeruginosa նմուշը մեծապես տատանվել է առաջին 24 ժամից հետո: Նմուշի P. Այս միտումը համահունչ է բևեռացման դիմադրության արդյունքներին:
EIS-ը ևս մեկ ոչ կործանարար տեխնիկա է, որն օգտագործվում է կոռոզիայի ենթարկված միջերեսներում էլեկտրաքիմիական ռեակցիաները բնութագրելու համար: աբիոտիկ միջավայրի և Pseudomonas aeruginosa լուծույթի ազդեցության տակ գտնվող նմուշների դիմադրողականության սպեկտրները և կոնցենտրացիայի հաշվարկված արժեքները, նմուշի մակերևույթի վրա ձևավորված պասիվ թաղանթի/բիոֆիլմի Rb դիմադրությունը, Rct լիցքի փոխանցման կրկնակի դիմադրություն, Rct լիցքի փոխանցման կրկնակի դիմադրություն, C. (CPE) պարամետրեր: Այս պարամետրերը հետագայում վերլուծվել են՝ տվյալների համապատասխանեցմամբ՝ օգտագործելով համարժեք շղթայի (EEC) մոդել:
Նկար 3-ը ցույց է տալիս 2707 HDSS նմուշների տիպիկ Nyquist գծապատկերները (a և b) և Bode (a' և b') նմուշները աբիոտիկ միջավայրում և P. aeruginosa արգանակում տարբեր ինկուբացիոն ժամանակների համար: Nyquist օղակի տրամագիծը նվազում է Pseudomonas aeruginosa-ի առկայության դեպքում: թուլացման ժամանակի հաստատունը կարող է տրամադրվել փուլային մաքսիմումներով: Նկար 4-ը ցույց է տալիս միաշերտ (a) և երկշերտ (b) ֆիզիկական կառուցվածքները և դրանց համապատասխան EEC-ները: CPE-ն ներդրված է EEC մոդելում: Դրա ընդունելությունն ու դիմադրողականությունը արտահայտված են հետևյալ կերպ.
Երկու ֆիզիկական մոդել և համապատասխան համարժեք սխեմաներ՝ 2707 HDSS նմուշի դիմադրողականության սպեկտրը տեղադրելու համար.
որտեղ Y0-ը CPE-ի մեծությունն է, j-ը երևակայական թիվն է կամ (-1)1/2, ω-ն անկյունային հաճախականությունն է, և n-ը CPE հզորության ինդեքսն է միավորից փոքր35: Լիցքի փոխանցման դիմադրության հակադարձությունը (այսինքն՝ 1/Rct) համապատասխանում է կոռոզիայի արագությանը: Փոքր Rct-ը նշանակում է ավելի արագ կոռոզիայից2 օր: aeruginosa նմուշները հասել են 32 kΩ սմ2, շատ ավելի փոքր, քան ոչ կենսաբանական նմուշների 489 kΩ սմ2-ը (Աղյուսակ 4):
Նկար 5-ի CLSM պատկերները և SEM պատկերները հստակ ցույց են տալիս, որ 7 օր հետո 2707 HDSS նմուշի բիոֆիլմի ծածկույթը խիտ է: Այնուամենայնիվ, 14 օր հետո բիոֆիլմի ծածկույթը նոսր էր և որոշ մեռած բջիջներ հայտնվեցին: Աղյուսակ 5-ը ցույց է տալիս բիոֆիլմի հաստությունը 7 օրից մինչև HDSS270 հաստությամբ և HDSS27-ից հետո: 14 օր: Կենսաթաղանթի առավելագույն հաստությունը փոխվեց 23,4 մկմ-ից 7 օր հետո մինչև 18,9 մկմ 14 օր հետո: Կենսաթաղանթի միջին հաստությունը նույնպես հաստատեց այս միտումը: Այն 22,2 ± 0,7 մկմ-ից 7 օր հետո նվազեց մինչև 17,8 ± 1,0 մկմ 14 օր հետո:
(ա) 3-D CLSM պատկեր 7 օր հետո, (բ) 3-D CLSM պատկեր 14 օր հետո, (գ) SEM պատկեր 7 օր հետո և (դ) SEM պատկեր 14 օր հետո:
EDS-ը հայտնաբերել է քիմիական տարրեր կենսաթաղանթներում և կոռոզիայից արտադրանքներում P. aeruginosa-ին 14 օրվա ընթացքում ենթարկված նմուշների վրա: Գծապատկեր 6-ը ցույց է տալիս, որ C, N, O և P-ի պարունակությունը բիոֆիլմերում և կոռոզիայից արտադրանքներում շատ ավելի բարձր է, քան մերկ մետաղներում, քանի որ այդ տարրերը կապված են բիոֆիլմի և դրանց մետաբոլիտների հետ: մ և նմուշների մակերևույթի կոռոզիոն արտադրանքները ցույց են տալիս, որ մետաղական մատրիցը կորցրել է տարրերը կոռոզիայից:
14 օր հետո 2216E միջավայրում P. aeruginosa-ով և առանց փոսերի նկատվել է: Մինչ ինկուբացիոն նմուշի մակերեսը հարթ էր և առանց թերությունների (Նկար 7ա): Կենսաթաղանթի և կոռոզիայից արտադրանքի ինկուբացիայից և հեռացումից հետո հայտնաբերվեցին ամենախորը փոսերը մակերևույթի վրա: ոչ կենսաբանական հսկողության նմուշների մակերեսը (առավելագույն փոսի խորությունը 0,02 մկմ): Pseudomonas aeruginosa-ի կողմից առաջացած փոսի առավելագույն խորությունը եղել է 0,52 մկմ 7 օր հետո և 0,69 մկմ՝ 14 օր հետո՝ հիմնված 3 նմուշի միջին առավելագույն խորության վրա, և յուրաքանչյուր նմուշի 1 մկմ առավելագույն խորությունը հասել է 0 մկմ: 0,52 ± 0,15 մկմ, համապատասխանաբար (Աղյուսակ 5): Փոսի խորության այս արժեքները փոքր են, բայց կարևոր:
ա) բացահայտումից առաջ, (բ) 14 օր աբիոտիկ միջավայրում և (գ) 14 օր Pseudomonas aeruginosa արգանակում:
Նկար 8-ը ցույց է տալիս տարբեր նմուշների մակերևույթների XPS սպեկտրները, և յուրաքանչյուր մակերևույթի համար վերլուծված քիմիական բաղադրությունը ամփոփված է Աղյուսակ 6-ում: Աղյուսակ 6-ում Fe-ի և Cr-ի ատոմային տոկոսները P. aeruginosa-ի առկայության դեպքում (A և B նմուշներ) շատ ավելի ցածր էին, քան ոչ կենսաբանական հսկողության նմուշները (նմուշներ C և D. ve-ը տեղադրվել է 574.4, 576.6, 578.3 և 586.8 eV կապող էներգիայի (BE) արժեքներով չորս գագաթնակետային բաղադրիչների վրա, որոնք կարող են վերագրվել համապատասխանաբար Cr, Cr2O3, CrO3 և Cr(OH)3 (նկ. 9a և b) ոչ հիմնական, կենսաբանական սպեկտրային սպեկտրների համար (նկ. 9a և b): (573.80 eV BE-ի համար) և Cr2O3 (575.90 eV BE-ի համար) համապատասխանաբար Նկ. 9c և d-ում: Աբիոտիկ և P. aeruginosa նմուշների միջև ամենավառ տարբերությունը Cr6+-ի և Cr(OH)3-ի (BE-ի 586.8-ից 586.8-ի բիֆիլմի ավելի բարձր հարաբերական մասնաբաժնի) առկայությունն էր:
2707 HDSS նմուշի մակերեսի լայն XPS սպեկտրները երկու կրիչներում համապատասխանաբար 7 օր և 14 օր են:
(ա) 7 օր P. aeruginosa-ի հետ շփում, (բ) 14 օր P. aeruginosa, (գ) 7 օր աբիոտիկ միջավայրում և (դ) 14 օր աբիոտիկ միջավայրում:
HDSS-ը միջավայրերի մեծ մասում ցուցադրում է կոռոզիոն դիմադրության բարձր մակարդակ: Kim et al.2 հաղորդում է, որ UNS S32707 HDSS-ը սահմանվել է որպես բարձր համաձուլվածքով DSS, որի PREN-ը 45-ից ավելի է: Այս աշխատանքում 2707 HDSS նմուշի PREN արժեքը 49 է: Դա պայմանավորված է նրա բարձր քրոմի պարունակությամբ և մոլիբդենի և նի-ի բարձր մակարդակներով, որոնք օգտակար են ավելցուկային պարունակությամբ և միկրոֆեկտիվ միջավայրում: օգտակար են կառուցվածքային կայունության և կոռոզիոն դիմադրության համար: Այնուամենայնիվ, չնայած իր հիանալի քիմիական դիմադրությանը, այս աշխատանքի փորձարարական տվյալները ցույց են տալիս, որ 2707 HDSS-ը լիովին պաշտպանված չէ P. aeruginosa բիոֆիլմերի MIC-ից:
Էլեկտրաքիմիական արդյունքները ցույց են տվել, որ 2707 HDSS-ի կոռոզիայի արագությունը P. aeruginosa արգանակում զգալիորեն ավելացել է 14 օր հետո՝ համեմատած ոչ կենսաբանական միջավայրի հետ: Նկար 2ա-ում Eocp-ի նվազում է նկատվել և՛ աբիոտիկ միջավայրում, և՛ P. aeruginosa արգանակում առաջին 24 ժամվա ընթացքում: Այնուհետև, մակերևույթի հարաբերական ծածկույթը ավարտվել է: կայուն36: Այնուամենայնիվ, կենսաբանական Eocp-ի մակարդակը շատ ավելի բարձր էր, քան ոչ կենսաբանական Eocp-ի մակարդակը: Հիմքեր կան ենթադրելու, որ այս տարբերությունը պայմանավորված է P. aeruginosa կենսաթաղանթի ձևավորմամբ: Նկար 2d-ում, P. aeruginosa-ի առկայության դեպքում, 2707-ի icorr-ի արժեքը 2707 սմ-ից բարձր էր, քան HDSS-ի 0,627 մագդի, որը բարձր էր HDSS-ի 0,627 կարգից: .063 μA սմ-2), որը համապատասխանում էր EIS-ով չափված Rct արժեքին: Առաջին մի քանի օրերի ընթացքում P. aeruginosa արգանակում դիմադրողականության արժեքներն ավելացել են P. aeruginosa բջիջների կցման և կենսաթաղանթների ձևավորման պատճառով: Այնուամենայնիվ, երբ բիոֆիլմն ամբողջությամբ ծածկում է բիոֆիլմը, առաջանում է բիոֆիլմերի մակերեսը, և առաջանում է բիոֆիլմերի մակերևույթը, որպեսզի առաջանա բիոֆիլմերի մակերևույթը: Հետևաբար, կոռոզիոն դիմադրությունը նվազեց ժամանակի ընթացքում, և P. aeruginosa-ի կցումը առաջացրեց տեղայնացված կոռոզիա: Աբիոտիկ միջավայրում միտումները տարբեր էին: Ոչ կենսաբանական հսկողության կոռոզիոն դիմադրությունը շատ ավելի բարձր էր, քան P. aeruginosa արգանակին ենթարկված նմուշների համապատասխան արժեքը։ 4, որը 15 անգամ գերազանցում է Rct արժեքը (32 kΩ սմ2) P. aeruginosa-ի առկայության դեպքում: Հետևաբար, 2707 HDSS-ն ունի հիանալի կոռոզիոն դիմադրություն ստերիլ միջավայրում, սակայն դիմացկուն չէ P. aeruginosa բիոֆիլմերի MIC հարձակմանը:
Այս արդյունքները կարելի է դիտարկել նաև Նկար 2b-ի բևեռացման կորերից: Անոդային ճյուղավորումը վերագրվել է Pseudomonas aeruginosa բիոֆիլմի ձևավորմանը և մետաղների օքսիդացման ռեակցիաներին: Միևնույն ժամանակ կաթոդիկ ռեակցիան թթվածնի նվազումն է: P. aeruginosa-ի առկայությունը մեծապես ցույց է տալիս, որ կոռոզիայից ավելի բարձր կարգի խտությունը: ruginosa բիոֆիլմը մեծացնում է 2707 HDSS-ի տեղայնացված կոռոզիան: Յուան և այլք29-ը պարզել են, որ 70/30 Cu-Ni համաձուլվածքի կոռոզիայից հոսանքի խտությունը մեծացել է P. aeruginosa բիոֆիլմի մարտահրավերի հետևանքով: Դա կարող է պայմանավորված լինել թթվածնի կրճատման կենսակատալիզի շնորհիվ: .Աերոբիկ բիոֆիլմերը կարող են նաև իրենց տակ ունենալ ավելի քիչ թթվածին: Հետևաբար, մետաղի մակերեսը թթվածնով նորից պասիվացնելու ձախողումը կարող է այս աշխատանքում MIC-ին նպաստող գործոն լինել:
Դիկինսոնը և այլք:38-ը ենթադրում է, որ քիմիական և էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների արագության վրա ուղղակիորեն կարող է ազդել նմուշի մակերեսին նստած բակտերիաների նյութափոխանակության ակտիվությունը և կոռոզիայի արտադրանքի բնույթը: Ինչպես ցույց է տրված Նկար 5-ում և Աղյուսակ 5-ում, և՛ բջիջների թիվը, և՛ բիոֆիլմի հաստությունը նվազել են 14 օր հետո: 2216E միջավայրում սննդանյութերի սպառմանը կամ 2707 HDSS մատրիցից թունավոր մետաղական իոնների արտազատմանը: Սա խմբաքանակային փորձերի սահմանափակում է:
Այս աշխատանքում P. aeruginosa բիոֆիլմը նպաստեց Cr-ի և Fe-ի տեղական սպառմանը բիոֆիլմի տակ 2707 HDSS մակերևույթի վրա (նկ. 6): Աղյուսակ 6-ում Fe-ի և Cr-ի կրճատումը նմուշ D-ում C նմուշի համեմատ, ցույց տալով, որ լուծված Fe-ն ու Cr-ը, որն առաջացել է P. aeruginosa-ի կողմից առաջացած, օգտագործել է P. aeruginosa-ի կողմից առաջին բիոֆիլմի 61 օրվա ընթացքում: Ծովային միջավայրեր: Այն պարունակում է 17700 ppm Cl-, որը համեմատելի է բնական ծովի ջրի մեջ հայտնաբերվածի հետ: 17700 ppm Cl-ի առկայությունը Cr-ի նվազման հիմնական պատճառն էր XPS-ի կողմից վերլուծված 7- և 14-օրյա աբիոտիկ նմուշներում: Համեմատած P. aeruginosa-ի հետ, HDSS7-ի նմուշների ավելի քիչ դիմադրողականության պատճառով Cr-ի ավելի քիչ դիմադրողականություն էր: բիոտիկ միջավայրեր: Նկար 9-ը ցույց է տալիս Cr6+-ի առկայությունը պասիվացման թաղանթում: Այն կարող է ներգրավված լինել պողպատե մակերեսներից Cr-ի հեռացման մեջ P. aeruginosa բիոֆիլմերով, ինչպես առաջարկել են Չենը և Քլեյթոնը:
Բակտերիաների աճի պատճառով միջավայրի pH-ի արժեքները մշակումից առաջ և հետո համապատասխանաբար եղել են 7,4 և 8,2: Հետևաբար, P. aeruginosa բիոֆիլմից ցածր օրգանական թթվային կոռոզիան դժվար թե նպաստող գործոն լինի այս աշխատանքին, քանի որ մեծածավալ միջավայրում համեմատաբար բարձր pH-ն է: 5) 14-օրյա փորձարկման ժամանակահատվածում: Ինկուբացիայից հետո պատվաստման միջավայրում pH-ի աճը պայմանավորված էր P. aeruginosa-ի նյութափոխանակության ակտիվությամբ և պարզվեց, որ նույն ազդեցությունն ուներ pH-ի վրա՝ թեստային շերտերի բացակայության դեպքում:
Ինչպես ցույց է տրված Նկար 7-ում, P. aeruginosa բիոֆիլմի կողմից առաջացած փոսի առավելագույն խորությունը եղել է 0,69 մկմ, ինչը շատ ավելի մեծ է, քան աբիոտիկ միջավայրինը (0,02 մկմ): Սա համահունչ է վերը նկարագրված էլեկտրաքիմիական տվյալներին: 0,69 մկմ փոսի խորությունը ավելի քան տասը անգամ փոքր է, քան DSS-ի 9-ի համար հաղորդված մ2 արժեքը: 2707 HDSS-ը ցույց է տալիս MIC-ի ավելի լավ դիմադրություն 2205 DSS-ի համեմատ: Սա չպետք է զարմանա, քանի որ 2707 HDSS-ն ունի ավելի բարձր քրոմի պարունակություն, որն ապահովում է ավելի երկարատև պասիվացում՝ շնորհիվ հավասարակշռված ֆազային կառուցվածքի՝ առանց վնասակար երկրորդային նստվածքների, ինչը դժվարացնում է P. aeruginosa-ի ապասիվացումը և մեկնարկային կետերը:
Եզրափակելով, P. aeruginosa արգանակի 2707 HDSS-ի մակերեսին հայտնաբերվել է MIC փոս՝ համեմատած աբիոտիկ միջավայրում աննշան փոսերի հետ: Այս աշխատանքը ցույց է տալիս, որ 2707 HDSS-ն ավելի լավ MIC դիմադրություն ունի, քան 2205 DSS-ը, բայց այն լիովին անձեռնմխելի չէ MIC-ից՝ P. aeruginosa-ի համար նախատեսված պողպատի օգտագործման համար հարմար միջավայրի համար:
2707 HDSS-ի կտրոնը տրամադրվել է Չինաստանի Շենյան քաղաքի Հյուսիսարևելյան համալսարանի (NEU) մետալուրգիայի դպրոցի կողմից: 2707 HDSS-ի տարրական կազմը ներկայացված է Աղյուսակ 1-ում, որը վերլուծվել է NEU Նյութերի վերլուծության և փորձարկման բաժնի կողմից: Բոլոր նմուշները մշակվել են լուծույթով 1180 °P-ով 1180 °C-ից մինչև 7 °C-ի համար լուծույթով փորձարկվել: 1 սմ2 վերին բաց մակերեսով SS-ը հղկվել է մինչև 2000 գրիտ սիլիցիումի կարբիդ թղթով և այնուհետև փայլեցվել է 0,05 մկմ Al2O3 փոշու կախոցքով: Կողքերը և ներքևը պաշտպանված են իներտ ներկով: Չորացնելուց հետո նմուշները ողողվել են ստերիլ դեիոնացված ջրով և 50% ստերիլ օդով: - չորացնել ուլտրամանուշակագույն (ուլտրամանուշակագույն) լույսի տակ օգտագործելուց առաջ 0,5 ժամ:
Ծովային Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 շտամը գնվել է Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Չինաստան: Pseudomonas aeruginosa-ն աճեցվել է աերոբիկ եղանակով 37°C ջերմաստիճանում 250 մլ կոլբայի և 500 մլ էլեկտրաքիմիական ապակե բջիջների միջոցով՝ օգտագործելով Marine 2216. , Չինաստան). Միջին (գ/լ)՝ 19.45 NaCl, 5.98 MgCl2, 3.24 Na2SO4, 1.8 CaCl2, 0.55 KCl, 0.16 Na2CO3, 0.08 KBr, 0.034 SrCl2, 0.034 SrCl2, 0.03Br20, S. , 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5.0 պեպտոն, 1.0 խմորիչի էքստրակտ և 0.1 երկաթի ցիտրատ: պատվաստումից առաջ ավտոկլավացրե՛ք 121°C ջերմաստիճանում 20 րոպե: Հաշվեք նստվածքային և պլանկտոնային բջիջները՝ օգտագործելով թեթև բջիջների 40ktsX մագնիտոմագծային պլանի տակ: onic Pseudomonas aeruginosa-ն պատվաստումից անմիջապես հետո կազմել է մոտավորապես 106 բջիջ/մլ:
Էլեկտրաքիմիական փորձարկումներն իրականացվել են դասական երեք էլեկտրոդից բաղկացած ապակե բջիջում՝ 500 մլ միջին ծավալով: Պլատինե թերթը և հագեցած կալոմելային էլեկտրոդը (SCE) միացվել են ռեակտորին աղի կամուրջներով լցված Luggin մազանոթների միջոցով, որոնք համապատասխանաբար ծառայել են որպես հաշվառման և հղման էլեկտրոդներ: Յուրաքանչյուր հաղորդալար էլեկտրոդների համար կցվել է աշխատանքային էլեկտրոդի վրա: y, թողնելով մոտ 1 սմ2 բաց միակողմանի մակերես աշխատանքային էլեկտրոդի համար: Էլեկտրաքիմիական չափումների ժամանակ նմուշները տեղադրվեցին 2216E միջավայրում և պահպանվեցին մշտական ​​ինկուբացիոն ջերմաստիճանում (37 °C) ջրի բաղնիքում:OCP, LPR, EIS և պոտենցիալ դինամիկ բևեռացման տվյալները չափվել են՝ օգտագործելով AutoReference potentry0strument, USA, GTM, GTM, GT, 2000: ed 0,125 mV s-1 սկանավորման արագությամբ՝ -5 և 5 mV միջակայքում Eocp-ով և 1 Հց նմուշառման հաճախականությամբ: EIS-ն իրականացվել է սինուսային ալիքով 0,01-ից մինչև 10,000 Հց հաճախականության միջակայքում՝ օգտագործելով 5 մՎ կիրառական լարումը, մինչև որ ներուժը Eocp-ի պոտենցիալը բաց է: Կոռոզիայի պոտենցիալ արժեքն է հասել: Այնուհետև բևեռացման կորերը գործարկվել են -0,2-ից մինչև 1,5 Վ-ի դիմաց Eocp-ի սկանավորման արագությամբ 0,166 մՎ/վ: Յուրաքանչյուր փորձարկում կրկնվել է 3 անգամ P. aeruginosa-ով և առանց դրա:
Մետաղագրական անալիզի նմուշները մեխանիկորեն հղկվել են 2000 գրիտ թաց SiC թղթով, այնուհետև՝ 0,05 մկմ Al2O3 փոշու կախույթով օպտիկական դիտարկման համար: Մետաղագրական անալիզը կատարվել է օպտիկական մանրադիտակի միջոցով: Նմուշները փորագրվել են 10 wt.% կալիումի հիդրոքսիդի լուծույթով43:
Ինկուբացիայից հետո նմուշները 3 անգամ լվացվել են ֆոսֆատով բուֆերացված աղի (PBS) լուծույթով (pH 7,4 ± 0,2), այնուհետև ֆիքսվել են 2,5% (v/v) գլյուտարալդեհիդով 10 ժամ՝ կենսաթաղանթները ամրացնելու համար: Այնուհետև այն ջրազրկվել է 7%, 9%, 0%, 0%, 0%, 5% (5% աստիճանավորված շարքով): 00% v/v) էթանոլ մինչև օդով չորանալը: Ի վերջո, նմուշի մակերեսը ցրվում է ոսկե թաղանթով, որպեսզի ապահովվի հաղորդունակություն SEM-ի դիտարկման համար: SEM պատկերները կենտրոնացած էին յուրաքանչյուր նմուշի մակերեսի վրա ամենակայուն P. aeruginosa բջիջներով բծերի վրա: Կատարեք EDSA վերլուծություն (Zeisssercan 7,SML0, քիմիական տարրերը գտնելու համար): Zeiss, Գերմանիա) օգտագործվել է փոսի խորությունը չափելու համար: Կենսաթաղանթի տակ կոռոզիոն փոսերը դիտարկելու համար փորձանմուշը նախ մաքրվել է չինական ազգային ստանդարտի (CNS) GB/T4334.4-2000 համաձայն՝ կոռոզիայից արտադրանքը և բիոֆիլմը փորձարկման նյութի մակերեսից հեռացնելու համար:
Ռենտգենյան ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիա (XPS, ESCALAB250 մակերեւութային վերլուծության համակարգ, Thermo VG, ԱՄՆ) վերլուծությունը կատարվել է մոնոխրոմատիկ ռենտգեն աղբյուրի միջոցով (ալյումինե Kα գիծ 1500 eV էներգիայով և 150 Վտ հզորությամբ) կապող էներգիայի լայն տիրույթում 0 ստանդարտ պայմաններում –1350 eV recorded eV0, eV0, eV0. չափը։
Ինկուբացված նմուշները հեռացվեցին և նրբորեն լվացվեցին PBS-ով (pH 7,4 ± 0,2) 15 s45: Նմուշների վրա բիոֆիլմերի բակտերիալ կենսունակությունը դիտարկելու համար բիոֆիլմերը ներկվեցին LIVE/DEAD BacLight BacLight բակտերիալ կենսունակության հավաքածուի միջոցով (Invitrogen, the greensOr, the greenscent, US). լյումինեսցենտ SYTO-9 ներկ և կարմիր լյումինեսցենտ պրոպիդիումի յոդիդ (PI) ներկ: CLSM-ի ներքո լյումինեսցենտ կանաչ և կարմիր կետերը համապատասխանաբար ներկայացնում են կենդանի և մեռած բջիջները: Ներկելու համար 1 մլ խառնուրդ պարունակող 3 մկլ SYTO-9 և 3 մկլ PI լուծույթ, նմուշը ինկուբացրել են 20 րոպե մութ ջերմաստիճանում (3 րոպե մութ ջերմաստիճանում): դիտվել է երկու ալիքի երկարությամբ (488 նմ կենդանի բջիջների համար և 559 նմ մեռած բջիջների համար)՝ օգտագործելով Nikon CLSM մեքենա (C2 Plus, Nikon, Ճապոնիա): Կենսաֆիլմի հաստությունը չափվել է 3-D սկանավորման ռեժիմում:
Ինչպես մեջբերել այս հոդվածը. Li, H. et al. 2707 գերդուպլեքս չժանգոտվող պողպատի մանրէաբանական կոռոզիա ծովային 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 stainless steel in thiosulfate.coros.science.80, 205–212 (2014):
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Լուծույթի ջերմային մշակման և ազոտի ազդեցությունը պաշտպանիչ գազի մեջ սուպեր դուպլեքս չժանգոտվող պողպատի եռակցման կոռոզիոն դիմադրության վրա.coros.science.53, 1939–1947 (2011):
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. A Comparative Chemical Study of Microbial and Electrochemically induced Pitting Corrosion in 316L Stainless Steel.coros.science.45, 2577–2595 (2003):
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 դուպլեքս չժանգոտվող պողպատի էլեկտրաքիմիական վարքագիծը տարբեր pH-ի ալկալային լուծույթներում քլորիդի առկայության դեպքում.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012):
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Ծովային բիոֆիլմերի ազդեցությունը կոռոզիայի վրա. հակիրճ ակնարկ.Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008):