Terima kasih kerana melawati Nature.com.Versi penyemak imbas yang anda gunakan mempunyai sokongan terhad untuk CSS. Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan penyemak imbas yang dikemas kini (atau matikan mod keserasian dalam Internet Explorer). Sementara itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami akan memaparkan tapak tanpa gaya dan JavaScript.
Hakisan mikrob (MIC) adalah masalah serius dalam banyak industri kerana ia boleh menyebabkan kerugian ekonomi yang besar.2707 keluli tahan karat super dupleks (2707 HDSS) telah digunakan dalam persekitaran marin kerana rintangan kimia yang sangat baik. Walau bagaimanapun, rintangannya terhadap MIC belum ditunjukkan secara eksperimen. Dalam kajian ini, tingkah laku MIC 2707 HDSS aerosigaric aerobic arugsaubic aerobic yang disebabkan oleh marin. Analisis elektrokimia menunjukkan bahawa dengan kehadiran biofilem Pseudomonas aeruginosa dalam medium 2216E, terdapat perubahan positif dalam potensi kakisan dan peningkatan ketumpatan arus kakisan.Analisis spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) menunjukkan penurunan kandungan Cr pada permukaan spesimen di bawah biofilem.Analisis pengimejan biofilem P.0.6 pit menghasilkan pit 9 maksimum. m selama 14 hari pengeraman. Walaupun ini kecil, ia menunjukkan bahawa 2707 HDSS tidak kebal sepenuhnya kepada MIC biofilm P. aeruginosa.
Keluli tahan karat dupleks (DSS) digunakan secara meluas dalam pelbagai industri untuk gabungan ideal sifat mekanikal yang sangat baik dan rintangan kakisan1,2.Walau bagaimanapun, pitting setempat masih berlaku dan ia menjejaskan integriti keluli ini3,4.DSS tidak tahan terhadap kakisan mikrob (MIC)5,6.Walaupun pelbagai aplikasi DSS yang meluas, ini bermakna DSS mempunyai rintangan kakisan yang lebih lama. rintangan kakisan yang lebih tinggi diperlukan.Jeon et al7 mendapati walaupun keluli tahan karat super dupleks (SDSS) mempunyai beberapa batasan dari segi rintangan kakisan.Oleh itu, keluli tahan karat super dupleks (HDSS) dengan rintangan kakisan yang lebih tinggi diperlukan dalam beberapa aplikasi. Ini membawa kepada pembangunan HDSS beraloi tinggi.
Rintangan kakisan DSS bergantung pada nisbah fasa alfa dan gamma dan kawasan Cr, Mo dan W susut 8, 9, 10 bersebelahan dengan fasa kedua.HDSS mengandungi kandungan Cr, Mo dan N11 yang tinggi, jadi ia mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik dan nilai yang tinggi (45-50) Pitting Resistance Equivalent Number (PREN), ditentukan Nombor Bersamaan Rintangan Pitting ( wt.3% + wt.3% Mo (PREN). wt% W) + 16 wt% N12. Rintangan kakisannya yang sangat baik bergantung pada komposisi seimbang yang mengandungi kira-kira 50% fasa ferit (α) dan 50% austenit (γ), HDSS mempunyai sifat mekanikal yang lebih baik dan rintangan yang lebih tinggi daripada DSS13 konvensional.Sifat kakisan klorida. Rintangan kakisan yang dipertingkatkan meluaskan penggunaan HDSS dalam persekitaran klorida yang lebih menghakis, seperti persekitaran marin.
MIC ialah masalah utama dalam banyak industri seperti utiliti minyak dan gas dan air14.MIC menyumbang 20% ​​daripada semua kerosakan kakisan15.MIC ialah kakisan bioelektrokimia yang boleh diperhatikan dalam banyak persekitaran.Biofilem yang terbentuk pada permukaan logam mengubah keadaan elektrokimia, seterusnya menjejaskan proses kakisan.Adalah dipercayai secara meluas bahawa mikroorganisma menghakis Elektrogenik disebabkan oleh mikroorganisma karat. mengekalkan tenaga untuk terus hidup17.Kajian MIC terkini telah menunjukkan bahawa EET (pemindahan elektron ekstraselular) ialah faktor pengehad kadar dalam MIC yang disebabkan oleh mikroorganisma elektrogenik.Zhang et al.18 menunjukkan bahawa mediator elektron mempercepatkan pemindahan elektron antara sel Desulfovibrio sessificans dan keluli tahan karat 304, yang membawa kepada serangan MIC yang lebih teruk. Enning et al.19 dan Venzlaff et al.20 menunjukkan bahawa biofilm bakteria penurun sulfat menghakis (SRB) boleh menyerap elektron secara langsung daripada substrat logam, mengakibatkan hakisan pitting yang teruk.
DSS diketahui mudah terdedah kepada MIC dalam persekitaran yang mengandungi SRB, bakteria pengurangan besi (IRB), dsb. 21 .Bakteria ini menyebabkan pitting setempat pada permukaan DSS di bawah biofilm22,23. Tidak seperti DSS, MIC HDSS24 kurang dikenali.
Pseudomonas aeruginosa ialah bakteria berbentuk batang motil gram-negatif yang tersebar secara meluas dalam alam semula jadi25.Pseudomonas aeruginosa juga merupakan kumpulan mikrob utama dalam persekitaran marin, menyebabkan MIC menjadi keluli.Pseudomonas terlibat rapat dalam proses kakisan dan diiktiraf sebagai penjajah perintis semasa pembentukan biofilm.28 dan Yuan et al.29 menunjukkan bahawa Pseudomonas aeruginosa mempunyai kecenderungan untuk meningkatkan kadar kakisan keluli lembut dan aloi dalam persekitaran akueus.
Objektif utama kerja ini adalah untuk menyiasat sifat MIC 2707 HDSS yang disebabkan oleh bakteria aerobik marin Pseudomonas aeruginosa menggunakan kaedah elektrokimia, teknik analisis permukaan dan analisis produk kakisan. Kajian elektrokimia termasuk Keupayaan Litar Terbuka (OCP), Rintangan Polarisasi Linear (LPR), kajian Elektrokimia Dyemic Impedans (LPR), kajian Elektrokimia Terhambat kepada Elektrokimia. daripada 2707 HDSS.Analisis spektrometer penyebaran tenaga (EDS) telah dilakukan untuk mencari unsur kimia pada permukaan yang terhakis.Selain itu, analisis spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) digunakan untuk menentukan kestabilan pempasifan filem oksida di bawah pengaruh persekitaran marin yang mengandungi Pseudomonas aeruginosa. Kedalaman laser pengimbasan CL di bawah mikroskop pengimbasan CL telah diukur.
Jadual 1 menyenaraikan komposisi kimia 2707 HDSS.Table 2 menunjukkan bahawa 2707 HDSS mempunyai sifat mekanik yang sangat baik dengan kekuatan hasil 650 mpa.figure 1 menunjukkan struktur mikroskop optik yang dirawat 2707 hdss.
Rajah 2a menunjukkan potensi litar terbuka (Eocp) berbanding data masa pendedahan untuk 2707 HDSS dalam medium abiotik 2216E dan kuah P. aeruginosa selama 14 hari pada suhu 37 °C. Ia menunjukkan bahawa perubahan terbesar dan ketara dalam Eocp berlaku dalam 24 jam pertama. Nilai Eocp dalam kedua-dua kes memuncak pada -145 hCE, kemudian memuncak pada -145 hCE (vs. 477 mV (vs. SCE) dan -236 mV (vs. SCE) untuk sampel abiotik dan P, masing-masing ).Kupon Pseudomonas aeruginosa, masing-masing.Selepas 24 jam, nilai Eocp 2707 HDSS untuk P. aeruginosa secara relatifnya stabil pada -228 mV (berbanding SCE), manakala nilai yang sepadan untuk sampel bukan biologi ialah lebih kurang -442 mV (berbanding SCE).Eocp aeruginosa agak rendah dalam kehadirannya.
Ujian elektrokimia bagi 2707 spesimen HDSS dalam medium abiotik dan sup Pseudomonas aeruginosa pada 37 °C:
(a) Eocp sebagai fungsi masa pendedahan, (b) keluk polarisasi pada hari ke-14, (c) Rp sebagai fungsi masa pendedahan dan (d) icorr sebagai fungsi masa pendedahan.
Jadual 3 menyenaraikan nilai parameter kakisan elektrokimia bagi 2707 sampel HDSS yang terdedah kepada medium abiotik dan medium inokulasi Pseudomonas aeruginosa selama 14 hari. Tangen lengkung anodik dan katodik telah diekstrapolasi untuk tiba di persimpangan yang menghasilkan ketumpatan arus kakisan (icorr), kaedah β3 ketumpatan kakisan (icorr), dan potensi hakisan (Tafel β) dan potensi hakisan (Tafel β) untuk hakisan ,31.
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2b, anjakan ke atas lengkung P. aeruginosa menghasilkan peningkatan dalam Ecorr berbanding dengan lengkung abiotik. Nilai icorr, yang berkadar dengan kadar kakisan, meningkat kepada 0.328 μA cm-2 dalam sampel Pseudomonas aeruginosa, empat kali ganda daripada sampel bukan biologikal (0μA.087).
LPR ialah kaedah elektrokimia bukan musnah klasik untuk analisis kakisan pantas. Ia juga digunakan untuk mengkaji MIC32. Rajah 2c menunjukkan rintangan polarisasi (Rp) sebagai fungsi masa pendedahan. Nilai Rp yang lebih tinggi bermakna kurang kakisan. Dalam tempoh 24 jam pertama, Rp 2707 HDSS mencapai nilai maksimum 19255 kΩs cm2 kΩs untuk sampel abiotik PseΩ 9 kΩ 9 kΩ aeruginosa.Rajah 2c juga menunjukkan bahawa nilai Rp menurun dengan cepat selepas satu hari dan kemudian kekal secara relatif tidak berubah untuk 13 hari berikutnya.Nilai Rp sampel Pseudomonas aeruginosa adalah kira-kira 40 kΩ cm2, iaitu jauh lebih rendah daripada nilai 450 kΩ cm2 sampel bukan biologi.
Nilai icorr adalah berkadar dengan kadar kakisan seragam. Nilainya boleh dikira daripada persamaan Stern-Geary berikut,
Mengikuti Zou et al.33, nilai tipikal cerun Tafel B dalam kerja ini diandaikan 26 mV/dec. Rajah 2d menunjukkan bahawa icorr bagi sampel bukan biologi 2707 kekal secara relatif stabil, manakala sampel P. aeruginosa berubah-ubah dengan ketara selepas 24 jam pertama. Nilai icorr aesruginosa kawalan sampel P. Trend ini konsisten dengan keputusan rintangan polarisasi.
EIS ialah satu lagi teknik tidak musnah yang digunakan untuk mencirikan tindak balas elektrokimia pada antara muka terhakis. Spektrum impedans dan nilai kapasitans yang dikira bagi spesimen yang terdedah kepada media abiotik dan larutan Pseudomonas aeruginosa, rintangan Rb bagi filem pasif/biofilem yang terbentuk pada permukaan spesimen, Rintangan pemindahan cas Rct, Parameter dua kapasitansi Elektrik Cdl (Elektrik EDL) dan parameter Phase Cdl. s selanjutnya dianalisis dengan memasang data menggunakan model litar setara (EEC).
Rajah 3 menunjukkan plot Nyquist tipikal (a dan b) dan plot Bode (a' dan b') daripada 2707 sampel HDSS dalam medium abiotik dan sup P. aeruginosa untuk masa inkubasi yang berbeza. Diameter cincin Nyquist berkurangan dengan kehadiran Pseudomonas aeruginosa. Plot Bode (Rajah 3b) kelonggaran jumlah masa penyalaan (Rajah 3b) pemalar boleh disediakan oleh maksima fasa.Rajah 4 menunjukkan struktur fizikal berasaskan monolayer (a) dan dwilapisan (b) dan EEC sepadannya.CPE diperkenalkan ke dalam model EEC. Kemasukan dan galangannya dinyatakan seperti berikut:
Dua model fizikal dan litar setara yang sepadan untuk memasang spektrum impedans spesimen 2707 HDSS:
di mana Y0 ialah magnitud CPE, j ialah nombor khayalan atau (-1)1/2, ω ialah frekuensi sudut, dan n ialah indeks kuasa CPE kurang daripada kesatuan35. Songsang bagi rintangan pemindahan cas (iaitu 1/Rct) sepadan dengan kadar kakisan. Rct yang lebih kecil bermakna kadar kakisan yang lebih cepat 14.Afct hari inkuba, 14 hari inkuba RtAfcto inkuba. sampel mencapai 32 kΩ cm2, jauh lebih kecil daripada 489 kΩ cm2 sampel bukan biologi (Jadual 4).
Imej CLSM dan imej SEM dalam Rajah 5 jelas menunjukkan bahawa liputan biofilem pada permukaan spesimen 2707 HDSS selepas 7 hari adalah padat. Walau bagaimanapun, selepas 14 hari, liputan biofilem adalah jarang dan beberapa sel mati muncul. Jadual 5 menunjukkan ketebalan biofilem pada 2707 HDSS spesimen selepas pendedahan kepada 7 biofilem 4 dan 4 hari maksimum berubah daripada 3 hari biofilem P.4ruginosa. μm selepas 7 hari kepada 18.9 μm selepas 14 hari. Purata ketebalan biofilm juga mengesahkan trend ini. Ia menurun daripada 22.2 ± 0.7 μm selepas 7 hari kepada 17.8 ± 1.0 μm selepas 14 hari.
(a) Imej 3-D CLSM selepas 7 hari, (b) imej 3-D CLSM selepas 14 hari, (c) imej SEM selepas 7 hari dan (d) imej SEM selepas 14 hari.
EDS mendedahkan unsur kimia dalam biofilem dan produk kakisan pada sampel yang terdedah kepada P. aeruginosa selama 14 hari. Rajah 6 menunjukkan bahawa kandungan C, N, O, dan P dalam biofilem dan produk kakisan adalah jauh lebih tinggi daripada logam terdedah, kerana unsur-unsur ini dikaitkan dengan biofilem dan metabolitnya. Mikrob hanya memerlukan paras corogh dan irron bagi biofilm. pada permukaan spesimen menunjukkan bahawa matriks logam telah kehilangan unsur akibat pengaratan.
Selepas 14 hari, pitting dengan dan tanpa P. aeruginosa diperhatikan dalam medium 2216E. Sebelum pengeraman, permukaan spesimen adalah licin dan bebas kecacatan (Rajah 7a). Selepas pengeraman dan penyingkiran produk biofilem dan kakisan, lubang terdalam pada permukaan spesimen telah diperiksa di bawah permukaan spesimen, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7. No. -sampel kawalan biologi (kedalaman pit maksimum 0.02 μm). Kedalaman lubang maksimum yang disebabkan oleh Pseudomonas aeruginosa ialah 0.52 μm selepas 7 hari dan 0.69 μm selepas 14 hari, berdasarkan purata kedalaman pit maksimum 3 sampel (10 kedalaman pit maksimum 2μm yang dipilih untuk setiap nilai ± 2μm maksimum yang dipilih untuk setiap ± 2μm sampel) 0.52 ± 0.15 μm, masing-masing (Jadual 5). Nilai kedalaman lubang ini adalah kecil tetapi penting.
(a) Sebelum pendedahan, (b) 14 hari dalam medium abiotik dan (c) 14 hari dalam sup Pseudomonas aeruginosa.
Rajah 8 menunjukkan spektrum XPS bagi permukaan sampel yang berbeza, dan komposisi kimia yang dianalisis untuk setiap permukaan diringkaskan dalam Jadual 6. Dalam Jadual 6, peratusan atom Fe dan Cr dengan kehadiran P. aeruginosa (sampel A dan B) adalah jauh lebih rendah daripada sampel kawalan bukan biologi (sampel C dan D). Bagi sampel C dan D yang sesuai dengan sampel kacang P. aeruginosa (sampel A dan B). k komponen dengan nilai tenaga pengikat (BE) sebanyak 574.4, 576.6, 578.3 dan 586.8 eV, yang boleh dikaitkan dengan Cr, Cr2O3, CrO3 dan Cr(OH)3, masing-masing (Rajah 9a dan b). Bagi spesimen bukan-biologikal, spektrum puncak Cr00 untuk dua teras BE3p. dan Cr2O3 (575.90 eV untuk BE) masing-masing dalam Rajah 9c dan d. Perbezaan yang paling ketara antara sampel abiotik dan P. aeruginosa ialah kehadiran Cr6+ dan pecahan relatif lebih tinggi bagi Cr(OH)3 (BE daripada 586.8 eV) di bawah biofilem.
Spektrum luas XPS permukaan spesimen 2707 HDSS dalam dua media ialah 7 hari dan 14 hari, masing-masing.
(a) 7 hari pendedahan kepada P. aeruginosa, (b) 14 hari pendedahan kepada P. aeruginosa, (c) 7 hari dalam medium abiotik dan (d) 14 hari dalam medium abiotik.
HDSS mempamerkan tahap rintangan kakisan yang tinggi dalam kebanyakan persekitaran.Kim et al.2 melaporkan bahawa UNS S32707 HDSS ditakrifkan sebagai DSS beraloi tinggi dengan PREN lebih daripada 45. Nilai PREN bagi spesimen 2707 HDSS dalam kerja ini ialah 49. Ini disebabkan oleh kandungan kromiumnya yang tinggi dan paras molibdenum dan Ni yang tinggi, yang bermanfaat dalam persekitaran berasid dan tinggi klorida yang tidak tercemar dan tidak tercemar dengan penambahan struktur yang baik. rintangan kakisan.Walau bagaimanapun, walaupun rintangan kimia yang sangat baik, data eksperimen dalam kerja ini mencadangkan bahawa 2707 HDSS tidak sepenuhnya kebal kepada MIC biofilm P. aeruginosa.
Keputusan elektrokimia menunjukkan bahawa kadar kakisan 2707 HDSS dalam sup P. aeruginosa telah meningkat dengan ketara selepas 14 hari berbanding dengan medium bukan biologi. Dalam Rajah 2a, pengurangan dalam Eocp diperhatikan dalam kedua-dua medium abiotik dan sup P. aeruginosa dalam tempoh 24 jam pertama. Selepas itu, biofilm secara relatifnya telah menjadi penutup liputan Eocp3. , tahap Eocp biologi jauh lebih tinggi daripada Eocp bukan biologi. Terdapat sebab untuk mempercayai bahawa perbezaan ini adalah disebabkan oleh pembentukan biofilm P. aeruginosa. Dalam Rajah 2d, dengan kehadiran P. aeruginosa, nilai icorr 2707 HDSS mencapai 0.627 μA cm-2, yang merupakan kawalan lebih tinggi daripada magnit 6 μA cm-2 , yang merupakan kawalan lebih tinggi daripada magnit 2 μA cm-2 , yang merupakan kawalan lebih tinggi daripada magnit 6 μA cm-2 . konsisten dengan nilai Rct yang diukur oleh EIS. Dalam beberapa hari pertama, nilai impedans dalam sup P. aeruginosa meningkat disebabkan oleh perlekatan sel P. aeruginosa dan pembentukan biofilem. Walau bagaimanapun, apabila biofilem menutup sepenuhnya permukaan spesimen, impedans berkurangan. Lapisan pelindung diserang terlebih dahulu disebabkan oleh pembentukan biofilm, metabolit dan rintangan bioref. lampiran P. aeruginosa menyebabkan kakisan setempat. Arah aliran dalam media abiotik adalah berbeza. Rintangan kakisan bagi kawalan bukan biologi adalah jauh lebih tinggi daripada nilai sepadan sampel yang terdedah kepada sup P. aeruginosa. Tambahan pula, untuk sampel abiotik, nilai Rct 2707 HDSS mencapai 489 kΩ cm2 kali ganda kehadiran (Rct 14 cm2) pada nilai Rct 14 cm2 daripada P. aeruginosa.Oleh itu, 2707 HDSS mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik dalam persekitaran steril, tetapi tidak tahan terhadap serangan MIC oleh biofilm P. aeruginosa.
Keputusan ini juga boleh diperhatikan daripada lengkung polarisasi dalam Rajah 2b. Cawangan anodik dikaitkan dengan pembentukan biofilm Pseudomonas aeruginosa dan tindak balas pengoksidaan logam. Pada masa yang sama tindak balas katodik ialah pengurangan oksigen. Kehadiran P. aeruginosa sangat meningkatkan ketumpatan arus kakisan, kira-kira satu susunan yang lebih tinggi daripada magnitud aerofilm tempatan. sion 2707 HDSS.Yuan et al29 mendapati bahawa ketumpatan arus kakisan 70/30 aloi Cu-Ni meningkat di bawah cabaran biofilem P. aeruginosa. Ini mungkin disebabkan oleh biopemangkinan pengurangan oksigen oleh biofilem Pseudomonas aeruginosa. Pemerhatian ini juga mungkin menjelaskan MIC bagi 2707 HDSS juga mempunyai kegagalan refleks oksigen dalam biofilm ini. -pasifkan permukaan logam dengan oksigen mungkin menjadi faktor penyumbang kepada MIC dalam kerja ini.
Dickinson et al.38 mencadangkan bahawa kadar tindak balas kimia dan elektrokimia boleh dipengaruhi secara langsung oleh aktiviti metabolik bakteria sessile pada permukaan spesimen dan sifat produk kakisan. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5 dan Jadual 5, kedua-dua nombor sel dan ketebalan biofilem berkurangan selepas 14 hari. Ini boleh dijelaskan dengan munasabah bahawa selepas 14 hari, kebanyakan sel-sel di permukaan HDSS terurai di permukaan sel. medium 2216E atau pembebasan ion logam toksik daripada matriks 2707 HDSS. Ini adalah had eksperimen kelompok.
Dalam kerja ini, biofilem P. aeruginosa menggalakkan pengurangan tempatan Cr dan Fe di bawah biofilem pada permukaan 2707 HDSS (Rajah 6). Dalam Jadual 6, pengurangan Fe dan Cr dalam sampel D berbanding sampel C, menunjukkan bahawa Fe dan Cr terlarut yang disebabkan oleh P. aeruginosa biofilm1 berterusan di luar persekitaran 217 hari E yang digunakan. 7700 ppm Cl-, yang setanding dengan yang terdapat dalam air laut semula jadi. Kehadiran 17700 ppm Cl- adalah sebab utama pengurangan Cr dalam sampel abiotik 7- dan 14 hari yang dianalisis oleh XPS. Berbanding dengan sampel P. aeruginosa, pelarutan Cr∈70biotik dalam abiotik adalah lebih rendah daripada Cl−SS. .Rajah 9 menunjukkan kehadiran Cr6+ dalam filem pempasifan. Ia mungkin terlibat dalam penyingkiran Cr daripada permukaan keluli oleh biofilm P. aeruginosa, seperti yang dicadangkan oleh Chen dan Clayton.
Disebabkan oleh pertumbuhan bakteria, nilai pH medium sebelum dan selepas penanaman masing-masing adalah 7.4 dan 8.2. Oleh itu, di bawah biofilm P. aeruginosa, kakisan asid organik tidak mungkin menjadi faktor penyumbang kepada kerja ini kerana pH yang agak tinggi dalam medium pukal. pH medium kawalan bukan biologi tidak berubah dengan ketara dalam tempoh 7.5 hari (f14) daripada 7.4 hari terakhir (f14). .Peningkatan pH dalam medium inokulasi selepas pengeraman adalah disebabkan oleh aktiviti metabolik P. aeruginosa dan didapati mempunyai kesan yang sama terhadap pH jika tiada jalur ujian.
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7, kedalaman pit maksimum yang disebabkan oleh biofilm P. aeruginosa ialah 0.69 μm, yang jauh lebih besar daripada medium abiotik (0.02 μm). Ini selaras dengan data elektrokimia yang diterangkan di atas. Kedalaman pit 0.69 μm adalah lebih daripada sepuluh kali lebih kecil daripada nilai 9.5 μm yang dilaporkan di bawah data 9.5 μ2 μm yang dilaporkan. 07 HDSS mempamerkan rintangan MIC yang lebih baik berbanding 2205 DSS. Ini sepatutnya tidak mengejutkan, kerana 2707 HDSS mempunyai kandungan kromium yang lebih tinggi, memberikan pempasifan tahan lebih lama, disebabkan oleh struktur fasa yang seimbang tanpa mendakan sekunder yang berbahaya, menjadikannya lebih sukar untuk P. aeruginosa untuk nyahpapasi dan gerhana titik mula.
Kesimpulannya, pitting MIC ditemui pada permukaan 2707 HDSS dalam sup P. aeruginosa berbanding dengan pitting yang boleh diabaikan dalam media abiotik. Kerja ini menunjukkan bahawa 2707 HDSS mempunyai rintangan MIC yang lebih baik daripada 2205 DSS, tetapi ia tidak kebal sepenuhnya kepada MIC disebabkan oleh biofilm P. aeruginosa. Penemuan ini membantu anggaran hayat perkhidmatan keluli tahan karat dan persekitaran marine yang sesuai.
Kupon untuk 2707 HDSS disediakan oleh Pusat Pengajian Metalurgi Northeastern University (NEU) di Shenyang, China. Komposisi unsur 2707 HDSS ditunjukkan dalam Jadual 1, yang dianalisis oleh Jabatan Analisis dan Pengujian Bahan NEU. Semua sampel telah dirawat pada suhu 1180 °C selama 1 jam atas permukaan SS2, atau kawasan yang terdedah kepada kakisan HD7. 1 cm2 telah digilap hingga 2000 grit dengan kertas silikon karbida dan digilap lagi dengan ampaian serbuk Al2O3 0.05 μm. Bahagian tepi dan bawah dilindungi oleh cat lengai. Selepas pengeringan, spesimen dibilas dengan air ternyahion steril dan disterilkan dengan 75% (v/v) etanol di bawah cahaya ultraungu (v/v). jam sebelum digunakan.
Terikan Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 telah dibeli daripada Pusat Pengumpulan Budaya Marin Xiamen (MCCC), China. Pseudomonas aeruginosa ditanam secara aerobik pada suhu 37°C dalam kelalang 250 ml dan sel kaca elektrokimia 500 ml menggunakan medium cecair Marine 2216E Biotechnology (Qingdao Codium Hope Ltd/Qingdao., China). ): 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 SrBr2, 0.302Si, 0.03, NH 0016 NH3, 0016 NaH2PO4 , 5.0 pepton, 1.0 ekstrak yis dan 0.1 sitrat feri. Autoklaf pada suhu 121°C selama 20 minit sebelum inokulasi. Kira sel sessile dan planktonik menggunakan hemocytometer di bawah mikroskop cahaya pada kepekatan 400osektonik sel magik sejurus selepas 4000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000. adalah kira-kira 106 sel/ml.
Ujian elektrokimia telah dilakukan dalam sel kaca tiga elektrod klasik dengan isipadu sederhana 500 ml. Lembaran platinum dan elektrod calomel tepu (SCE) telah disambungkan ke reaktor melalui kapilari Luggin yang diisi dengan jambatan garam, masing-masing berfungsi sebagai elektrod pembilang dan rujukan. Untuk membuat elektrod kerja, sebatang getah bersalut kuprum yang dilekatkan pada setiap spesimen kuprum bersalut 1 yang dilekatkan pada setiap epoksi 2 kuprum bersalut getah adalah disambungkan kepada setiap dawai kuprum bersalut 1 disambungkan. -luas permukaan sisi untuk elektrod kerja. Semasa pengukuran elektrokimia, sampel diletakkan dalam medium 2216E dan dikekalkan pada suhu inkubasi malar (37 °C) dalam tab mandi air. OCP, LPR, EIS dan data polarisasi dinamik berpotensi diukur menggunakan potensiostat Autolab (Rujukan 600TM, Gamry Instruments a1000 ujian imbasan mLPR, Inc., USA). dalam julat -5 dan 5 mV dengan Eocp dan frekuensi pensampelan 1 Hz.EIS telah dilakukan dengan gelombang sinus dalam julat frekuensi 0.01 hingga 10,000 Hz menggunakan voltan terpakai 5 mV pada Eocp keadaan mantap. Sebelum potensi sapuan, elektrod berada dalam mod litar-terbuka. 5 V vs. Eocp pada kadar imbasan 0.166 mV/s. Setiap ujian diulang 3 kali dengan dan tanpa P. aeruginosa.
Spesimen untuk analisis metalografi digilap secara mekanikal dengan kertas SiC basah 2000 grit dan kemudian digilap lagi dengan ampaian serbuk Al2O3 0.05 μm untuk pemerhatian optik. Analisis metalografi dilakukan menggunakan mikroskop optik. Spesimen telah terukir dengan larutan kalium hidroksida 10 wt.% 43.
Selepas pengeraman, sampel dibasuh 3 kali dengan larutan garam penimbal fosfat (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) dan kemudian difiksasi dengan glutaraldehid 2.5% (v/v) selama 10 jam untuk membetulkan biofilm. Ia kemudiannya dehidrasi dengan siri gred (50%, 0%, 0,9% dan 0% v/v) etanol sebelum pengeringan udara.Akhir sekali, permukaan sampel disembur dengan filem emas untuk memberikan kekonduksian untuk pemerhatian SEM.Imej SEM difokuskan pada bintik-bintik dengan sel P. aeruginosa paling sessile pada permukaan setiap spesimen.Lakukan analisis EDS untuk mencari unsur kimia.A Zeiss Confocal CL7 Laser Scanning (CL70) Pengukuran Mikroskop Konfokal (CL70) Jerman kedalaman.Untuk memerhati lubang kakisan di bawah biofilem, bahagian ujian terlebih dahulu dibersihkan mengikut Piawaian Kebangsaan Cina (CNS) GB/T4334.4-2000 untuk mengeluarkan produk kakisan dan biofilem pada permukaan kepingan ujian.
Analisis spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS, ESCALAB250 sistem analisis permukaan, Thermo VG, USA) dilakukan menggunakan sumber sinar-X monokromatik (garisan aluminium Kα pada tenaga 1500 eV dan kuasa 150 W) pada julat tenaga pengikat yang luas 0 di bawah keadaan standard –1350 eV. Saiz lulus eV bersaiz tinggi menggunakan spektrum tenaga eV 50.2 telah direkodkan
Spesimen yang diinkubasi dikeluarkan dan dibilas perlahan-lahan dengan PBS (pH 7.4 ± 0.2) selama 15 s45. Untuk memerhati daya maju bakteria biofilem pada sampel, biofilem telah diwarnakan menggunakan Kit Viability Bakteria BacLight LIVE/DEAD (Invitrogen, Eugene, OR fluescent hijau SY atau fluescent SY, USA). dan pewarna propidium iodida (PI) pendarfluor merah. Di bawah CLSM, titik dengan hijau pendarfluor dan merah masing-masing mewakili sel hidup dan sel mati. Untuk pewarnaan, campuran 1 ml yang mengandungi 3 μl larutan SYTO-9 dan 3 μl PI diinkubasi selama 20 minit pada suhu bilik (23 oC) dalam keadaan gelap (23 oC) di dalam gelap (23 oC) dalam gelap. sel dan 559 nm untuk sel mati) menggunakan mesin Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Jepun). Ketebalan biofilem diukur dalam mod pengimbasan 3-D.
Cara memetik artikel ini: Li, H. et al.Kakisan mikrob keluli tahan karat super dupleks 2707 oleh biofilm Pseudomonas aeruginosa marin.science.Rep.6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Stres retak kakisan keluli tahan karat dupleks LDX 2101 dalam larutan klorida dengan kehadiran thiosulfate.coros.science.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Kesan rawatan haba larutan dan nitrogen dalam gas pelindung pada rintangan kakisan pitting kimpalan keluli tahan karat super dupleks.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Kajian Perbandingan Kimia Mikrob dan Kakisan Alur Elektrokimia dalam Keluli Tahan Karat 316L.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Kelakuan elektrokimia bagi keluli tahan karat dupleks 2205 dalam larutan alkali pH berbeza dengan kehadiran klorida.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Kesan biofilm marin terhadap kakisan: ulasan ringkas.Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).