გმადლობთ, რომ ეწვიეთ Nature.com-ს. ბრაუზერის ვერსიას, რომელსაც იყენებთ, აქვს შეზღუდული მხარდაჭერა CSS-ისთვის. საუკეთესო გამოცდილებისთვის, გირჩევთ გამოიყენოთ განახლებული ბრაუზერი (ან გამორთოთ თავსებადობის რეჟიმი Internet Explorer-ში). ამასობაში, მხარდაჭერის უზრუნველსაყოფად, ჩვენ გამოვაჩენთ საიტს სტილისა და JavaScript-ის გარეშე.
მიკრობული კოროზია (MIC) სერიოზული პრობლემაა მრავალ ინდუსტრიაში, რადგან მას შეუძლია გამოიწვიოს უზარმაზარი ეკონომიკური ზარალი. 2707 სუპერ დუპლექსის უჟანგავი ფოლადი (2707 HDSS) გამოიყენებოდა საზღვაო გარემოში მისი შესანიშნავი ქიმიური წინააღმდეგობის გამო. თუმცა, მისი წინააღმდეგობა MIC-ის მიმართ ექსპერიმენტულად არ არის დადასტურებული. ამ კვლევაში, MIC-ის ქცევა გამოწვეული იყო 2707 mariconaeig 2707 HDSS-ის მიერ. ელექტროქიმიურმა ანალიზმა აჩვენა, რომ 2216E გარემოში Pseudomonas aeruginosa-ს ბიოფილმის თანდასწრებით, ადგილი ჰქონდა კოროზიის პოტენციალის პოზიტიურ ცვლილებას და კოროზიის დენის სიმკვრივის ზრდას. ofilm-მა გამოუშვა მაქსიმალური ორმოს სიღრმე 0.69 μm ინკუბაციის 14 დღის განმავლობაში. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მცირეა, ეს მიუთითებს იმაზე, რომ 2707 HDSS არ არის სრულად იმუნური P. aeruginosa ბიოფილმების MIC-ის მიმართ.
დუპლექსის უჟანგავი ფოლადები (DSS) ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიაში შესანიშნავი მექანიკური თვისებების და კოროზიის წინააღმდეგობის იდეალური კომბინაციისთვის1,2. თუმცა, ლოკალიზებული ორმოები მაინც ხდება და ეს გავლენას ახდენს ამ ფოლადის მთლიანობაზე3,4. DSS არ არის მდგრადი მიკრობული კოროზიის (MIC) მიმართ 5,6. მიუხედავად DSS-ის ფართო სპექტრის გამოყენებისთვის, DSS-ს გამოყენების ფართო სპექტრი ჯერ კიდევ არ არის საკმარისი. გამოყენება. ეს ნიშნავს, რომ საჭიროა უფრო ძვირადღირებული მასალები კოროზიის წინააღმდეგობის გაზრდით. Jeon et al7-მა დაადგინა, რომ სუპერ დუპლექს უჟანგავი ფოლადებსაც კი (SDSS) აქვს გარკვეული შეზღუდვები კოროზიის წინააღმდეგობის თვალსაზრისით. ამიტომ, სუპერ დუპლექსი უჟანგავი ფოლადები (HDSS) უფრო მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობის მქონეა საჭირო ზოგიერთ აპლიკაციაში. ამან გამოიწვია მაღალი შენადნობის HDSS-ის განვითარება.
DSS-ის კოროზიის წინააღმდეგობა დამოკიდებულია ალფა და გამა ფაზების თანაფარდობაზე და მეორე ფაზის მიმდებარედ Cr, Mo და W ამოწურულ უბნებზე 8, 9, 10. HDSS შეიცავს Cr, Mo და N11-ის მაღალ შემცველობას, ამიტომ მას აქვს შესანიშნავი კოროზიის წინააღმდეგობა და მაღალი მნიშვნელობა (45-50) კენჭისყრის წინააღმდეგობა (45-50) განსაზღვრული ღრძილების წინააღმდეგობის წინააღმდეგობა (PR%wt, +3%wt) 0,5 wt% W) + 16 wt% N12. მისი შესანიშნავი კოროზიის წინააღმდეგობა ეყრდნობა დაბალანსებულ კომპოზიციას, რომელიც შეიცავს დაახლოებით 50% ფერიტის (α) და 50% აუსტენიტის (γ) ფაზებს, HDSS-ს აქვს უკეთესი მექანიკური თვისებები და უფრო მაღალი წინააღმდეგობა, ვიდრე ჩვეულებრივი DSS13.ქლორიდის კოროზიის თვისებები. გაუმჯობესებული კოროზიის წინააღმდეგობა აფართოებს HDSS-ის გამოყენებას უფრო კოროზიულ ქლორიდის გარემოში, როგორიცაა საზღვაო გარემო.
MIC არის მთავარი პრობლემა ბევრ ინდუსტრიაში, როგორიცაა ნავთობისა და გაზისა და წყალმომარაგების საშუალებები14.MIC-ს შეადგენს კოროზიისგან მიღებული ზიანის 20%. MIC არის ბიოელექტროქიმიური კოროზია, რომელიც შეიძლება შეინიშნოს ბევრ გარემოში. ბიოფილები, რომლებიც წარმოიქმნება ლითონის ზედაპირებზე, ცვლის ელექტროქიმიურ პირობებს, რითაც გავლენას ახდენს კოროზიის პროცესზე. კოროზიავენ ლითონებს, რათა მიიღონ მდგრადი ენერგია გადარჩენისთვის17. ბოლო MIC კვლევებმა აჩვენა, რომ EET (უჯრედული ელექტრონების გადაცემა) არის ელექტროგენური მიკროორგანიზმების მიერ გამოწვეული MIC-ის სიჩქარის შემზღუდველი ფაქტორი.Zhang et al.18 აჩვენა, რომ ელექტრონული შუამავლები აჩქარებენ ელექტრონის გადაცემას Desulfovibrio sessificans უჯრედებსა და 304 უჟანგავი ფოლადს შორის, რაც იწვევს MIC-ის უფრო მძიმე შეტევას. Enning et al.19 და ვენცლაფი და სხვ.20 აჩვენა, რომ კოროზიულ სულფატის შემამცირებელ ბაქტერიებს (SRB) ბიოფილებს შეუძლიათ პირდაპირ შთანთქას ელექტრონები ლითონის სუბსტრატებიდან, რაც იწვევს ძლიერ ორმოიან კოროზიას.
ცნობილია, რომ DSS მგრძნობიარეა MIC-ის მიმართ SRB-ის, რკინის შემამცირებელი ბაქტერიების (IRB) შემცველი გარემოში. 21 .ეს ბაქტერიები იწვევენ ლოკალიზებულ დვრილირებას DSS ზედაპირებზე ბიოფილების ქვეშ22,23. განსხვავებით DSS-ისგან, HDSS24-ის MIC ცუდად არის ცნობილი.
Pseudomonas aeruginosa არის გრამუარყოფითი მოძრავი ღეროს ფორმის ბაქტერია, რომელიც ფართოდ არის გავრცელებული ბუნებაში25.Pseudomonas aeruginosa ასევე არის ძირითადი მიკრობული ჯგუფი საზღვაო გარემოში, რომელიც იწვევს MIC-ს ფოლადს. ფსევდომონასი მჭიდროდ არის ჩართული კოროზიის პროცესებში და აღიარებულია, როგორც კოროზიის პროცესებში.28 და იუანი და სხვ.29 აჩვენა, რომ Pseudomonas aeruginosa-ს აქვს ტენდენცია გაზარდოს რბილი ფოლადის და შენადნობების კოროზიის სიჩქარე წყალში.
ამ სამუშაოს მთავარი მიზანი იყო 2707 HDSS-ის MIC თვისებების გამოკვლევა, გამოწვეული საზღვაო აერობული ბაქტერიით Pseudomonas aeruginosa ელექტროქიმიური მეთოდების, ზედაპირის ანალიტიკური ტექნიკისა და კოროზიის პროდუქტის ანალიზის გამოყენებით. ჩატარდა 2707 HDSS-ის MIC ქცევის შესასწავლად. ენერგიის დისპერსიული სპექტრომეტრის (EDS) ანალიზი ჩატარდა ქიმიური ელემენტების აღმოსაჩენად კოროზირებულ ზედაპირზე. გარდა ამისა, რენტგენის ფოტოელექტრონული სპექტროსკოპიის (XPS) ანალიზი გამოყენებული იყო ოქსიდის ფირის პასივაციის სტაბილურობის დასადგენად საზღვაო გარემოს გაზომვის ქვეშ, რომელიც შეიცავდა საზღვაო ფსევდომონას. ფარგლები (CLSM).
ცხრილი 1 ჩამოთვლის 2707 HDSS-ის ქიმიურ შემადგენლობას. ცხრილი 2 აჩვენებს, რომ 2707 HDSS-ს აქვს შესანიშნავი მექანიკური თვისებები 650 მპა. 0% ფერიტის ფაზები.
სურათი 2a გვიჩვენებს ღია მიკროსქემის პოტენციალს (Eocp) ექსპოზიციის დროის მონაცემებს 2707 HDSS-ისთვის აბიოტურ 2216E საშუალოზე და P. aeruginosa ბულიონში 14 დღის განმავლობაში 37 °C ტემპერატურაზე. ეს გვიჩვენებს, რომ ყველაზე დიდი და მნიშვნელოვანი ცვლილება Eocp-ში ხდება პირველი 24 საათის განმავლობაში. Eocp მნიშვნელობები არის ც. მკვეთრად დაეცა და მიაღწია -477 მვ-ს (SCE-ს წინააღმდეგ) და -236 მვ-ს (SCE-ის წინააღმდეგ) აბიოტიკური ნიმუშისთვის და P-ისთვის, შესაბამისად).Pseudomonas aeruginosa კუპონები, შესაბამისად. 24 საათის შემდეგ, Eocp-ის მნიშვნელობა 2707 HDSS P. aeruginosa-სთვის შედარებით სტაბილური იყო -228 mV-ზე (SCE-სთან შედარებით), ხოლო არაბიოლოგიური ნიმუშების შესაბამისი მნიშვნელობა იყო დაახლოებით -442 mV (SCE-ის არსებობის შედარებით საკმაოდ დაბალი). Eocp.
2707 HDSS ნიმუშის ელექტროქიმიური ტესტირება აბიოტურ გარემოში და Pseudomonas aeruginosa ბულიონში 37 °C-ზე:
(ა) Eocp, როგორც ექსპოზიციის დროის ფუნქცია, (ბ) პოლარიზაციის მრუდები მე-14 დღეს, (გ) Rp, როგორც ექსპოზიციის დროის ფუნქცია და (d) icorr, როგორც ექსპოზიციის დროის ფუნქცია.
ცხრილი 3 ჩამოთვლის 2707 HDSS ნიმუშის ელექტროქიმიური კოროზიის პარამეტრის მნიშვნელობებს, რომლებიც ექვემდებარებოდნენ აბიოტურ გარემოს და Pseudomonas aeruginosa ინოკულირებულ გარემოს 14 დღის განმავლობაში. ანოდური და კათოდური მრუდების ტანგენტები ექსტრაპოლირებული იყო გადაკვეთებზე, რომლებიც წარმოქმნიან კოროზიის (კოროზიის დენის პოტენციალს) და βგ) სტანდარტული მეთოდების მიხედვით30,31.
როგორც ნაჩვენებია სურათზე 2b, P. aeruginosa მრუდის ზევით ცვლამ გამოიწვია Ecorr-ის ზრდა აბიოტურ მრუდთან შედარებით. icorr მნიშვნელობა, რომელიც კოროზიის სიჩქარის პროპორციულია, გაიზარდა 0,328 μA სმ-2-მდე Pseudomonas aeruginosa ნიმუშში, ოთხჯერ აღემატება არაბიოლოგიურ ნიმუშს (0 სმ.08 μA.08 μA).
LPR არის კლასიკური არადესტრუქციული ელექტროქიმიური მეთოდი კოროზიის სწრაფი ანალიზისთვის. ის ასევე გამოიყენებოდა MIC32-ის შესასწავლად. ნახაზი 2c გვიჩვენებს პოლარიზაციის წინააღმდეგობას (Rp) ექსპოზიციის დროის მიხედვით. Rp უფრო მაღალი მნიშვნელობა ნიშნავს ნაკლებ კოროზიას. პირველი 24 საათის განმავლობაში, Rp 2707 HDSS-მა მიაღწია 2707 HDSS 5 სმ-ის მაქსიმალურ მნიშვნელობას 5 kΩs 5 kΩs-სთვის. udomonas aeruginosa ნიმუშები.სურათი 2c ასევე გვიჩვენებს, რომ Rp მნიშვნელობა სწრაფად შემცირდა ერთი დღის შემდეგ და შემდეგ შედარებით უცვლელი დარჩა მომდევნო 13 დღის განმავლობაში. Pseudomonas aeruginosa ნიმუშის Rp მნიშვნელობა არის დაახლოებით 40 kΩ სმ2, რაც გაცილებით დაბალია ვიდრე 450 kΩb სმ2 ნიმუშის არა-სმ2 მნიშვნელობა.
icorr-ის მნიშვნელობა პროპორციულია კოროზიის ერთგვაროვანი სიჩქარის. მისი მნიშვნელობა შეიძლება გამოითვალოს შემდეგი Stern-Geary განტოლებიდან,
ზოუ და სხვ.33, ამ ნამუშევარში ტაფელის დახრილობის B ტიპიური მნიშვნელობა იყო 26 მვ/დეკ. ნახაზი 2d გვიჩვენებს, რომ არაბიოლოგიური 2707 ნიმუშის icorr დარჩა შედარებით სტაბილური, ხოლო P. aeruginosa ნიმუში მნიშვნელოვნად იცვლებოდა პირველი 24 საათის შემდეგ. ლოგიკური კონტროლი. ეს ტენდენცია შეესაბამება პოლარიზაციის წინააღმდეგობის შედეგებს.
EIS არის კიდევ ერთი არადესტრუქციული ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება კოროზირებულ ინტერფეისებზე ელექტროქიმიური რეაქციების დასახასიათებლად. წინაღობის სპექტრები და აბიოტური მედიის და Pseudomonas aeruginosa ხსნარის ზემოქმედების ნიმუშების წინაღობის სპექტრები და გამოთვლილი ტევადობის მნიშვნელობები, ნიმუშის ზედაპირზე წარმოქმნილი პასიური ფირის/ბიოფილმის Rb წინააღმდეგობა, Rct მუხტის გადაცემის ორმაგი ფენა, Rct ელექტრული გადაცემის ფენა C. (CPE) პარამეტრები. ეს პარამეტრები შემდგომი გაანალიზებული იქნა მონაცემების ეკვივალენტური მიკროსქემის (EEC) მოდელის გამოყენებით.
სურათი 3 გვიჩვენებს ტიპიური Nyquist ნახაზები (a და b) და Bode ნახაზები (a' და b') 2707 HDSS ნიმუშის აბიოტურ გარემოში და P. aeruginosa ბულიონში სხვადასხვა ინკუბაციის დროისთვის. Nyquist რგოლის დიამეტრი მცირდება Pseudomonas aeruginosa-ს არსებობისას. რელაქსაციის დროის მუდმივზე შეიძლება უზრუნველყოფილი იყოს ფაზის მაქსიმუმებით. სურათი 4 გვიჩვენებს მონოფენის (a) და ორფენიანი (b) ფიზიკურ სტრუქტურებს და მათ შესაბამის EEC-ებს.
ორი ფიზიკური მოდელი და შესაბამისი ეკვივალენტური სქემები 2707 HDSS ნიმუშის წინაღობის სპექტრის დასაყენებლად:
სადაც Y0 არის CPE-ის სიდიდე, j არის წარმოსახვითი რიცხვი ან (-1)1/2, ω არის კუთხური სიხშირე და n არის CPE სიმძლავრის ინდექსი ერთიანობაზე ნაკლები35. მუხტის გადაცემის წინააღმდეგობის შებრუნებული (ე.ი. 1/Rct) შეესაბამება კოროზიის სიჩქარეს. მცირე Rct ნიშნავს უფრო სწრაფ კოროზიის დღეებს. aeruginosa-ს ნიმუშებმა მიაღწია 32 kΩ სმ2, რაც ბევრად უფრო მცირეა, ვიდრე არაბიოლოგიური ნიმუშების 489 kΩ სმ2 (ცხრილი 4).
CLSM გამოსახულებები და SEM გამოსახულებები 5-ზე ნათლად აჩვენებს, რომ ბიოფილმის საფარი 2707 HDSS ნიმუშის ზედაპირზე 7 დღის შემდეგ მკვრივია. თუმცა, 14 დღის შემდეგ, ბიოფილმის დაფარვა მწირი იყო და რამდენიმე მკვდარი უჯრედი გამოჩნდა. ცხრილი 5 გვიჩვენებს ბიოფილმის სისქეს 7 დღის შემდეგ HDSS2. 14 დღე. ბიოფილმის მაქსიმალური სისქე შეიცვალა 23,4 μm-დან 7 დღის შემდეგ 18,9 μm-მდე 14 დღის შემდეგ. ბიოფილმის საშუალო სისქე ასევე ადასტურებს ამ ტენდენციას. ის შემცირდა 22,2 ± 0,7 μm 7 დღის შემდეგ 17,8 ± 1,0 μm 14 დღის შემდეგ.
(ა) 3-D CLSM სურათი 7 დღის შემდეგ, (ბ) 3-D CLSM სურათი 14 დღის შემდეგ, (გ) SEM სურათი 7 დღის შემდეგ და (დ) SEM სურათი 14 დღის შემდეგ.
EDS-მა გამოავლინა ქიმიური ელემენტები ბიოფილმებში და კოროზიის პროდუქტებში P. aeruginosa-ს ზემოქმედების ნიმუშებზე 14 დღის განმავლობაში. სურათი 6 გვიჩვენებს, რომ C, N, O, და P-ის შემცველობა ბიოფილმებსა და კოროზიის პროდუქტებში გაცილებით მაღალია ვიდრე შიშველ ლითონებში, რადგან ეს ელემენტები დაკავშირებულია ბიოფილებთან და მათ მეტაბოლიტებთან. მ და ნიმუშების ზედაპირზე არსებული კოროზიის პროდუქტები მიუთითებს იმაზე, რომ ლითონის მატრიცამ დაკარგა ელემენტები კოროზიის გამო.
14 დღის შემდეგ, ორმოები P. aeruginosa-სთან ერთად და მის გარეშე დაფიქსირდა 2216E გარემოში. ინკუბაციამდე ნიმუშის ზედაპირი იყო გლუვი და დეფექტების გარეშე (ნახ. 7a). ბიოფილმისა და კოროზიის პროდუქტების ინკუბაციისა და მოცილების შემდეგ, ყველაზე ღრმა ორმოები ნაპოვნი იყო ნიმუშების ზედაპირზე და გამოკვლეული იყო ნიმუშების ქვემოთ, როგორც CLSM7-ზე ნაჩვენები არ იყო. არაბიოლოგიური კონტროლის ნიმუშების ზედაპირი (ორმოს მაქსიმალური სიღრმე 0,02 μm). Pseudomonas aeruginosa-ით გამოწვეული მაქსიმალური ორმოს სიღრმე იყო 0,52 მკმ 7 დღის შემდეგ და 0,69 μm 14 დღის შემდეგ, საშუალო მაქსიმალური ორმოს სიღრმეზე დაყრდნობით 3 ნიმუში. 0,52 ± 0,15 μm, შესაბამისად (ცხრილი 5). ორმოს სიღრმის ეს მნიშვნელობები მცირეა, მაგრამ მნიშვნელოვანია.
(ა) ექსპოზიციამდე, (ბ) 14 დღე აბიოტურ გარემოში და (გ) 14 დღე Pseudomonas aeruginosa ბულიონში.
სურათი 8 გვიჩვენებს სხვადასხვა ნიმუშის ზედაპირის XPS სპექტრებს და თითოეული ზედაპირისთვის გაანალიზებული ქიმიური კომპოზიციები შეჯამებულია ცხრილში 6. ცხრილში 6, Fe და Cr-ის ატომური პროცენტები P. aeruginosa-ს თანდასწრებით (ნიმუშები A და B) გაცილებით დაბალი იყო, ვიდრე არაბიოლოგიური კონტროლის ნიმუშები (ნიმუშები P. Currente C და D). ve დაყენებული იყო ოთხი პიკური კომპონენტის შეკვრის ენერგიის (BE) მნიშვნელობებით 574.4, 576.6, 578.3 და 586.8 eV, რაც შეიძლება მიეკუთვნებოდეს Cr, Cr2O3, CrO3 და Cr(OH)3, შესაბამისად (ნახ. 9a და b). (573.80 eV BE-სთვის) და Cr2O3 (575.90 eV BE-სთვის) სურ. 9c და d, შესაბამისად. აბიოტურ და P. aeruginosa ნიმუშებს შორის ყველაზე ნათელი განსხვავება იყო Cr6+ და Cr(OH)3 (BE of 586.8-ის ქვემოთ biofil-ის ქვეშ) არსებობა.
2707 HDSS ნიმუშის ზედაპირის ფართო XPS სპექტრი ორ მედიაში არის 7 დღე და 14 დღე, შესაბამისად.
(ა) P. aeruginosa-ზე ზემოქმედების 7 დღე, (ბ) P. aeruginosa-ს ზემოქმედების 14 დღე, (გ) 7 დღე აბიოტურ გარემოში და (დ) 14 დღე აბიოტურ გარემოში.
HDSS ავლენს კოროზიის წინააღმდეგობის მაღალ დონეს უმეტეს გარემოში.Kim et al.2 იტყობინება, რომ UNS S32707 HDSS განისაზღვრა, როგორც უაღრესად შენადნობი DSS, PREN-ით 45-ზე მეტი. 2707 HDSS ნიმუშის PREN მნიშვნელობა ამ ნამუშევარში იყო 49. ეს გამოწვეულია მისი მაღალი ქრომის შემცველობით და მოლიბდენის და ნიკელის მაღალი შემცველობით, რომლებიც სასარგებლოა დამატებით მჟავიანობისა და მჟავე გარემოში. სასარგებლოა სტრუქტურული სტაბილურობისა და კოროზიის წინააღმდეგობისთვის. თუმცა, მიუხედავად მისი შესანიშნავი ქიმიური წინააღმდეგობისა, ამ ნაშრომის ექსპერიმენტული მონაცემები ვარაუდობს, რომ 2707 HDSS არ არის მთლიანად იმუნური P. aeruginosa ბიოფილმების MIC-ის მიმართ.
ელექტროქიმიურმა შედეგებმა აჩვენა, რომ 2707 HDSS-ის კოროზიის მაჩვენებელი P. aeruginosa ბულიონში მნიშვნელოვნად გაიზარდა 14 დღის შემდეგ არაბიოლოგიურ გარემოსთან შედარებით. სურათზე 2a, Eocp-ის შემცირება დაფიქსირდა როგორც აბიოტურ გარემოში, ასევე P. aeruginosa ბულიონში პირველი 24 საათის განმავლობაში. სტაბილური36. თუმცა, ბიოლოგიური Eocp-ის დონე გაცილებით მაღალი იყო, ვიდრე არაბიოლოგიური Eocp-ის. არსებობს საფუძველი ვივარაუდოთ, რომ ეს განსხვავება განპირობებულია P. aeruginosa-ს ბიოფილმის წარმოქმნით. ნახ. .063 μA სმ-2), რომელიც შეესაბამებოდა EIS-ით გაზომილ Rct მნიშვნელობას. პირველი რამდენიმე დღის განმავლობაში, P. aeruginosa ბულიონში წინაღობის მნიშვნელობები გაიზარდა P. aeruginosa უჯრედების მიმაგრებისა და ბიოფილმების წარმოქმნის გამო. თუმცა, როდესაც ბიოფილმი მთლიანად ფარავს ბიოფილმი დარტყმის პირველი ფენის ზედაპირს და მცირდება. ფილმის მეტაბოლიტები. შესაბამისად, კოროზიის წინააღმდეგობა შემცირდა დროთა განმავლობაში და P. aeruginosa-ს მიმაგრებამ გამოიწვია ლოკალიზებული კოროზია. ტენდენციები აბიოტურ მედიაში განსხვავებული იყო. არაბიოლოგიური კონტროლის კოროზიის წინააღმდეგობა ბევრად აღემატებოდა P. aeruginosa ბულიონზე დაქვემდებარებული ნიმუშების შესაბამის მნიშვნელობას. გარდა ამისა, R70 cm2ct HD9 დღიური ნიმუშებისთვის მიაღწია აბიოტურმა მნიშვნელობამ. 4, რომელიც 15-ჯერ აღემატებოდა Rct მნიშვნელობას (32 kΩ სმ2) P. aeruginosa-ს თანდასწრებით. ამიტომ, 2707 HDSS-ს აქვს შესანიშნავი კოროზიის წინააღმდეგობა სტერილურ გარემოში, მაგრამ არ არის მდგრადი P. aeruginosa ბიოფილების MIC შეტევის მიმართ.
ეს შედეგები ასევე შეიძლება დაფიქსირდეს პოლარიზაციის მრუდებიდან ნახაზზე 2b. ანოდური განშტოება მიეკუთვნება Pseudomonas aeruginosa ბიოფილმის ფორმირებას და ლითონის დაჟანგვის რეაქციებს. ამავე დროს კათოდური რეაქცია არის ჟანგბადის შემცირება. P. aeruginosa-ს არსებობა მნიშვნელოვნად ზრდიდა კოროზიის დენის სიმკვრივეს, დაახლოებით. ruginosa ბიოფილმი ზრდის 2707 HDSS-ის ლოკალიზებულ კოროზიას. იუანმა და სხვებმა29 დაადგინეს, რომ კოროზიის დენის სიმკვრივე 70/30 Cu-Ni შენადნობის გაიზარდა P. aeruginosa ბიოფილმის გამოწვევისას. აერობულ ბიოფილებს შეიძლება ასევე ჰქონდეთ ნაკლები ჟანგბადი მათ ქვეშ. ამიტომ, ლითონის ზედაპირის ჟანგბადით ხელახალი პასიურობა შეიძლება იყოს ამ სამუშაოს MIC-ის ხელშემწყობი ფაქტორი.
დიკინსონი და სხვ.38 ვარაუდობს, რომ ქიმიური და ელექტროქიმიური რეაქციების სიჩქარეზე შეიძლება პირდაპირ გავლენა იქონიოს ნიმუშის ზედაპირზე მჯდომარე ბაქტერიების მეტაბოლურმა აქტივობამ და კოროზიის პროდუქტების ბუნება. როგორც 5 და ცხრილი 5-ზეა ნაჩვენები, უჯრედების რაოდენობაც და ბიოფილმის სისქეც შემცირდა 14 დღის შემდეგ. 2216E გარემოში საკვები ნივთიერებების დაქვეითებამდე ან 2707 HDSS მატრიციდან ტოქსიკური ლითონის იონების გამოყოფამდე. ეს არის სერიული ექსპერიმენტების შეზღუდვა.
ამ ნაშრომში P. aeruginosa-ს ბიოფილმა ხელი შეუწყო Cr-ისა და Fe-ს ადგილობრივ დაქვეითებას ბიოფილმის ქვეშ 2707 HDSS ზედაპირზე (ნახ. 6). ცხრილში 6, Fe და Cr-ის შემცირება ნიმუში D-ში C ნიმუშთან შედარებით, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ დაშლილი Fe და Cr გამოწვეულია P. aeruginosa-ს მიერ გამოწვეული P. aeruginosa-ს მიღმა. საზღვაო გარემოში. შეიცავს 17700 ppm Cl-, რაც შედარებულია ბუნებრივ ზღვის წყალში. 17700 ppm Cl--ის არსებობა იყო Cr-ის შემცირების მთავარი მიზეზი XPS-ის მიერ გაანალიზებულ 7- და 14-დღიან აბიოტურ ნიმუშებში. ბიოტური გარემო. სურათი 9 გვიჩვენებს Cr6+-ის არსებობას პასივაციურ ფილაში. ის შეიძლება ჩართული იყოს Cr-ის მოცილებაში ფოლადის ზედაპირებიდან P. aeruginosa ბიოფილმებით, როგორც ვარაუდობენ ჩენი და კლეიტონი.
ბაქტერიების ზრდის გამო, ნიადაგის pH მნიშვნელობები კულტივაციამდე და შემდეგ იყო 7.4 და 8.2, შესაბამისად. ამიტომ, P. aeruginosa ბიოფილმის ქვემოთ, ორგანული მჟავის კოროზია ნაკლებად სავარაუდოა, რომ იყოს ამ სამუშაოს ხელშემწყობი ფაქტორი, შედარებით მაღალი pH ნაყარი გარემოში. 5) 14-დღიანი ტესტის პერიოდში. ინკუბაციის შემდეგ ინოკულაციის გარემოში pH-ის მატება განპირობებული იყო P. aeruginosa-ს მეტაბოლური აქტივობით და აღმოჩნდა, რომ იგივე ეფექტი ჰქონდა pH-ზე ტესტის ზოლების არარსებობის შემთხვევაში.
როგორც სურათი 7-ზეა ნაჩვენები, P. aeruginosa-ს ბიოფილმის მიერ გამოწვეული მაქსიმალური ორმოს სიღრმე იყო 0,69 μm, რაც ბევრად აღემატება აბიოტურ გარემოს (0,02 μm). ეს შეესაბამება ზემოთ აღწერილ ელექტროქიმიურ მონაცემებს. 0,69 მკმ ორმოს სიღრმე ათჯერ უფრო მცირეა, ვიდრე DSS5-ის მონაცემებზე მოხსენებული მ2. 2707 HDSS ავლენს MIC-ის უკეთეს წინააღმდეგობას 2205 DSS-თან შედარებით. ეს გასაკვირი არ უნდა იყოს, რადგან 2707 HDSS-ს აქვს უფრო მაღალი ქრომის შემცველობა, რაც უზრუნველყოფს უფრო ხანგრძლივ პასივაციას, დაბალანსებული ფაზური სტრუქტურის გამო მავნე მეორადი ნალექების გარეშე, რაც ართულებს P. aeruginosa-ს დეპასივაციას და დაწყების წერტილებსc.
დასკვნის სახით, P. aeruginosa ბულიონში 2707 HDSS-ის ზედაპირზე აღმოჩნდა MIC ორმოი, აბიოტურ მედიაში უმნიშვნელო ორმოსთან შედარებით. ეს ნამუშევარი გვიჩვენებს, რომ 2707 HDSS-ს აქვს უკეთესი MIC წინააღმდეგობა, ვიდრე 2205 DSS, მაგრამ ის სრულად არ არის დაცული MIC-ის მიმართ P. aeruginosa-ს უჟანგავი ფოლადის ბიოფილმის შესაფასებელი შეფასების გამო.
კუპონი 2707 HDSS-ისთვის მოწოდებულია ჩრდილო-აღმოსავლეთის უნივერსიტეტის (NEU) მეტალურგიის სკოლის მიერ, შენიანგში, ჩინეთი. 2707 HDSS-ის ელემენტარული შემადგენლობა ნაჩვენებია ცხრილში 1, რომელიც გაანალიზებულია NEU მასალების ანალიზისა და ტესტირების დეპარტამენტის მიერ. SS ზედა ღია ზედაპირის ფართობით 1 სმ2 გაპრიალდა 2000 გრიტამდე სილიციუმის კარბიდის ქაღალდით და შემდგომ გაპრიალდა 0.05 μm Al2O3 ფხვნილის სუსპენზიით. გვერდები და ქვედა დაცულია ინერტული საღებავით. გაშრობის შემდეგ ნიმუშები გაირეცხა სტერილური დეიონიზებული წყლით და შემდეგ სტერილიზებული იქნა ჰაერით 50% - გაშრება ულტრაიისფერი (UV) შუქის ქვეშ გამოყენებამდე 0,5 საათით ადრე.
საზღვაო Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 შტამი შეძენილია Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), ჩინეთი. Pseudomonas aeruginosa გაიზარდა აერობულად 37°C ტემპერატურაზე 250 მლ კოლბაში და 500 მლ ელექტროქიმიური მინის უჯრედების გამოყენებით Marine 221. , ჩინეთი). საშუალო (გ/ლ): 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, 0.030, 0.03, H. , 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5.0 პეპტონი, 1.0 საფუარის ექსტრაქტი და 0.1 რკინის ციტრატი. ავტომატური კლავიატურა 121°C-ზე 20 წუთის განმავლობაში ინოკულაციამდე. დათვალეთ მჯდომარე და პლანქტონური უჯრედები საწყისი გეგმის ქვეშ 4 ჰემოკტოკოპიის მსუბუქი უჯრედების 40ktsX-ის მსუბუქი კონცენტრაციით. onic Pseudomonas aeruginosa ინოკულაციისთანავე იყო დაახლოებით 106 უჯრედი/მლ.
ელექტროქიმიური ტესტები ჩატარდა კლასიკურ სამ ელექტროდიან მინის უჯრედში საშუალო მოცულობით 500 მლ. პლატინის ფურცელი და გაჯერებული კალომელის ელექტროდი (SCE) დაკავშირებული იყო რეაქტორთან მარილის ხიდებით სავსე ლუგინის კაპილარებით, რომლებიც ემსახურებოდნენ, შესაბამისად, მრიცხველ და საცნობარო ელექტროდებს. თითოეული მავთულის დამაგრების მიზნით, სამუშაო ელექტროდებზე დამაგრებული იყო rubber-specimeco. y, ტოვებს დაახლოებით 1 სმ2 ღია ცალმხრივი ზედაპირის ფართობს სამუშაო ელექტროდისთვის. ელექტროქიმიური გაზომვების დროს, ნიმუშები მოთავსებული იყო 2216E გარემოში და ინახებოდა მუდმივ ინკუბაციურ ტემპერატურაზე (37 °C) წყლის აბაზანაში. სკანირების სიხშირით 0,125 mV s-1 დიაპაზონში -5 და 5 mV დიაპაზონში Eocp და სინჯის აღების სიხშირე 1 Hz.EIS შესრულდა სინუსური ტალღით 0,01-დან 10000 Hz-მდე სიხშირის დიაპაზონში 5 mV გამოყენებული ძაბვის გამოყენებით, სანამ სტაბილური მდგომარეობა არ იქნებოდა Eocp-ის პოტენციალი სტაბილურ მდგომარეობაში. მიღწეული იყო კოროზიის პოტენციური მნიშვნელობა. პოლარიზაციის მრუდები შემდეგ გაშვებული იყო -0.2-დან 1.5 ვ-მდე Eocp-ის წინააღმდეგ სკანირების სიჩქარით 0.166 მვ/წმ. თითოეული ტესტი მეორდებოდა 3-ჯერ P. aeruginosa-სთან ერთად და მის გარეშე.
მეტალოგრაფიული ანალიზის ნიმუშები მექანიკურად გაპრიალდა 2000 გრიტიანი სველი SiC ქაღალდით და შემდეგ შემდგომ გაპრიალდა 0.05 მკმ Al2O3 ფხვნილის სუსპენზიით ოპტიკური დაკვირვებისთვის. მეტალოგრაფიული ანალიზი ჩატარდა ოპტიკური მიკროსკოპის გამოყენებით. ნიმუშები დაფიქსირდა 10 wt.% კალიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარით43.
ინკუბაციის შემდეგ, ნიმუშები 3-ჯერ გაირეცხა ფოსფატ-ბუფერული ფიზიოლოგიური ხსნარით (pH 7,4 ± 0,2) და შემდეგ ფიქსირდა 2,5% (ვ/ვ) გლუტარალდეჰიდით 10 საათის განმავლობაში ბიოფილების დასაფიქსირებლად. შემდგომში დეჰიდრატაცია მოხდა 7%, 9%, 0%, 9%, 0%, 5%, 5% სერიით (5%). 00% ვ/ვ) ეთანოლი ჰაერში გაშრობამდე. ბოლოს ნიმუშის ზედაპირი იფშვნება ოქროს ფენით SEM-ის დაკვირვებისთვის გამტარობის უზრუნველსაყოფად. SEM გამოსახულებები ფოკუსირებული იყო ლაქებზე, სადაც P. aeruginosa-ს ყველაზე მძლავრი უჯრედებია თითოეული ნიმუშის ზედაპირზე. შეასრულეთ EDSA ანალიზი (Zepssercanning chemicals. Zeiss, გერმანია) გამოიყენებოდა ორმოს სიღრმის გასაზომად. ბიოფილმის ქვეშ კოროზიის ორმოებზე დასაკვირვებლად, ტესტი პირველად გაიწმინდა ჩინეთის ეროვნული სტანდარტის (CNS) GB/T4334.4-2000 მიხედვით, რათა ამოეღოთ კოროზიის პროდუქტები და ბიოფილა ტესტის ზედაპირზე.
რენტგენის ფოტოელექტრონული სპექტროსკოპია (XPS, ESCALAB250 ზედაპირული ანალიზის სისტემა, Thermo VG, აშშ) ანალიზი ჩატარდა მონოქრომატული რენტგენის წყაროს გამოყენებით (ალუმინის Kα ხაზი 1500 eV ენერგიაზე და 150 W სიმძლავრე) ფართო შებოჭვის ენერგიის დიაპაზონში 0 სტანდარტულ პირობებში –1350 eVres ჩაწერილია ენერგეტიკული გავლის და High0-ის გამოყენებით. ზომა.
ინკუბირებული ნიმუშები ამოღებულ იქნა და ნაზად ჩამოიბანეთ PBS-ით (pH 7.4 ± 0.2) 15 s45. ბიოფილების ბაქტერიული სიცოცხლისუნარიანობის დასაკვირვებლად ნიმუშებზე, ბიოფილმები შეღებილი იქნა LIVE/DEAD BacLight ბაქტერიული სიცოცხლისუნარიანობის ნაკრების (Invitrogen, მწვანე, მწვანე, E, მწვანე, E, მწვანე, 2, მწვანე, EFlue, US). ფლუორესცენტური SYTO-9 საღებავი და წითელი ფლუორესცენტული პროპიდიუმის იოდიდის (PI) საღებავი. CLSM-ის მიხედვით, წერტილები ფლუორესცენტური მწვანე და წითელი წარმოადგენენ ცოცხალ და მკვდარ უჯრედებს, შესაბამისად. შეღებვისთვის, 1 მლ ნარევი, რომელიც შეიცავდა 3 მკლ SYTO-9 და 3 μl PI ხსნარს, ნიმუში ინკუბირებული იყო ოთახის ტემპერატურაზე 20 წუთის განმავლობაში (3 წუთის განმავლობაში ბნელ ტემპერატურაზე). დაფიქსირდა ორ ტალღის სიგრძეზე (488 ნმ ცოცხალი უჯრედებისთვის და 559 ნმ მკვდარი უჯრედებისთვის) Nikon CLSM აპარატის გამოყენებით (C2 Plus, Nikon, იაპონია). ბიოფილმის სისქე გაზომილი იყო 3-D სკანირების რეჟიმში.
როგორ მოვიყვანოთ ეს სტატია: Li, H. et al.2707 სუპერ დუპლექსის უჟანგავი ფოლადის მიკრობული კოროზია საზღვაო Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 დუპლექსის უჟანგავი ფოლადის სტრესული კოროზიის კრეკინგი ქლორიდის ხსნარში თიოსულფატის თანდასწრებით.coros.science.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS ხსნარის თერმული დამუშავებისა და აზოტის ეფექტი დამცავ გაზში სუპერ დუპლექსის უჟანგავი ფოლადის შედუღების კოროზიის წინააღმდეგობის შესახებ.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 დუპლექსის უჟანგავი ფოლადის ელექტროქიმიური ქცევა სხვადასხვა pH-ის ტუტე ხსნარებში ქლორიდის თანდასწრებით.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI საზღვაო ბიოფილმების ეფექტი კოროზიაზე: მოკლე მიმოხილვა.Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).