Grazzi talli żort Nature.com.Il-verżjoni tal-brawżer li qed tuża għandha appoġġ limitat għas-CSS. Għall-aħjar esperjenza, nirrakkomandaw li tuża browser aġġornat (jew itfi l-mod ta' kompatibilità f'Internet Explorer).Sadattant, biex niżguraw appoġġ kontinwu, aħna se nuru s-sit mingħajr stili u JavaScript.
Il-korrużjoni mikrobjali (MIC) hija problema serja f'ħafna industriji peress li tista' tikkawża telf ekonomiku enormi. analiżi kimika wriet li fil-preżenza ta 'biofilm Pseudomonas aeruginosa fil-medja 2216E, kien hemm bidla pożittiva fil-potenzjal ta' korrużjoni u żieda fid-densità tal-kurrent ta 'korrużjoni. L-analiżi ta' spettroskopija ta 'fotoelettron tar-raġġi X (XPS) wriet tnaqqis fil-kontenut ta' Cr fuq il-wiċċ tal-kampjun taħt il-bijofilm. μm matul 14-il jum ta 'inkubazzjoni. Għalkemm dan huwa żgħir, jindika li 2707 HDSS mhuwiex kompletament immuni għall-MIC tal-bijofilms ta' P. aeruginosa.
Azzar li ma jissaddadx duplex (DSS) huma wżati ħafna f'diversi industriji għall-kombinazzjoni ideali tagħhom ta 'proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti u reżistenza għall-korrużjoni1,2.Madankollu, pitting lokalizzat għadu jseħħ u jaffettwa l-integrità ta' dan l-azzar3,4.DSS mhuwiex reżistenti għall-korrużjoni mikrobjali (MIC)5,6.Minkejja l-firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet ta' DSS, għad m'hemmx biżżejjed ambjenti ta 'korrużjoni għal użu twil ta' DSS. materjali pensive b'reżistenza ogħla għall-korrużjoni huma meħtieġa.Jeon et al7 sabu li anke l-azzar inossidabbli super duplex (SDSS) għandhom xi limitazzjonijiet f'termini ta 'reżistenza għall-korrużjoni. Għalhekk, azzar inossidabbli super duplex (HDSS) b'reżistenza għall-korrużjoni ogħla huma meħtieġa f'xi applikazzjonijiet.Dan wassal għall-iżvilupp ta' HDSS lig ħafna.
Ir-reżistenza għall-korrużjoni tad-DSS tiddependi fuq il-proporzjon tal-fażijiet alfa u gamma u r-reġjuni mnaqqsa Cr, Mo u W 8, 9, 10 ħdejn it-tieni fażi.HDSS fih kontenut għoli ta 'Cr, Mo u N11, għalhekk għandu reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti u valur għoli (45-50) Pitting Resistance Ekwivalent Number (PREN.. . . . t% W) + 16 wt% N12.Ir-reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti tagħha tiddependi fuq kompożizzjoni bilanċjata li fiha madwar 50% ferrite (α) u 50% fażijiet austenite (γ), HDSS għandu proprjetajiet mekkaniċi aħjar u reżistenza ogħla minn DSS13 konvenzjonali.Proprjetajiet tal-korrużjoni tal-klorur. Ir-reżistenza għall-korrużjoni mtejba tespandi l-użu tal-HDSS f'ambjenti tal-klorur aktar korrużivi, bħal ambjenti tal-baħar.
MICs huma problema kbira f'ħafna industriji bħal utilitajiet taż-żejt u gass u ilma14.MIC jammonta għal 20% tal-ħsara kollha tal-korrużjoni15.MIC hija korrużjoni bijoelettrokimika li tista 'tiġi osservata f'ħafna ambjenti.Biofilms li jiffurmaw fuq uċuħ tal-metall jibdlu l-kundizzjonijiet elettrokimiċi, u b'hekk jaffettwaw il-proċess ta' korrużjoni. ing energy to survive17.Studji riċenti tal-MIC wrew li l-EET (trasferiment tal-elettroni extraċellulari) huwa l-fattur li jillimita r-rata fil-MIC indott minn mikro-organiżmi elettroġeniċi.Zhang et al.18 wera li l-medjaturi tal-elettroni jaċċelleraw it-trasferiment tal-elettroni bejn iċ-ċelloli Desulfovibrio sessificans u l-istainless steel 304, li jwassal għal attakk MIC aktar sever.Enning et al.19 u Venzlaff et al.20 wera li l-bijofilms tal-batterji korrużivi li jnaqqsu s-sulfat (SRB) jistgħu jassorbu direttament elettroni minn sottostrati tal-metall, li jirriżultaw f'korrużjoni severa tal-pitting.
DSS huwa magħruf li huwa suxxettibbli għall-MIC f'ambjenti li fihom SRB, batterji li jnaqqsu l-ħadid (IRB), eċċ. 21 .Dawn il-batterji jikkawżaw pitting lokalizzat fuq uċuħ DSS taħt bijofilms22,23.B'differenza DSS, il-MIC ta 'HDSS24 hija magħrufa ħażin.
Pseudomonas aeruginosa huwa batterju gram-negattiv motile b'forma ta 'virga li huwa distribwit b'mod wiesa' fin-natura25.Pseudomonas aeruginosa huwa wkoll grupp mikrobjali ewlieni fl-ambjent tal-baħar, li jikkawża MIC għall-azzar.Pseudomonas huwa involut mill-qrib fil-proċessi ta 'korrużjoni u huwa rikonoxxut bħala kolonizzatur pijunier matul il-formazzjoni tal-bijofilms.28 u Yuan et al.29 wera li Pseudomonas aeruginosa għandha tendenza li żżid ir-rata ta 'korrużjoni ta' azzar ħafif u ligi f'ambjenti milwiema.
L-għan ewlieni ta 'dan ix-xogħol kien li jinvestiga l-proprjetajiet MIC ta' 2707 HDSS ikkawżat mill-batterju aerobiku tal-baħar Pseudomonas aeruginosa bl-użu ta 'metodi elettrokimiċi, tekniki analitiċi tal-wiċċ u analiżi tal-prodott tal-korrużjoni. HDSS.Analiżi tal-ispettrometru dispersiv tal-enerġija (EDS) saret biex jinstabu elementi kimiċi fuq il-wiċċ imsadda. Barra minn hekk, intużat analiżi tal-ispettroskopija tal-fotoelettroni tar-raġġi X (XPS) biex tiddetermina l-istabbiltà tal-passivazzjoni tal-film tal-ossidu taħt l-influwenza ta 'ambjent marittimu li fih Pseudomonas aeruginosa.
Tabella 1 telenka l-kompożizzjoni kimika ta '2707 HDSS.Tabella 2 turi li 2707 HDSS għandha proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti b'saħħa ta' rendiment ta '650 MPa.Figura 1 turi l-mikrostruttura ottika ta' soluzzjoni trattata bis-sħana 2707 HDSS. Meded tawwalin ta 'fażijiet ta' austenite u ferrite mingħajr fażijiet sekondarji ta 'ferrite% jistgħu jkunu fihom fażijiet ta' ferrite50% u s-sekondarja. fażijiet tar-rit.
Il-Figura 2a turi l-potenzjal taċ-ċirkwit miftuħ (Eocp) kontra d-dejta tal-ħin tal-espożizzjoni għal 2707 HDSS f'medju abijotiku 2216E u brodu P. aeruginosa għal 14-il jum f'37 °C.Turi li l-akbar bidla u sinifikanti fl-Eocp isseħħ fl-ewwel 24 siegħa. ly, jilħaq -477 mV (vs. SCE) u -236 mV (vs. SCE) għall-kampjun abijotiku u P, rispettivament).Kupuni ta 'Pseudomonas aeruginosa, rispettivament.Wara 24 siegħa, il-valur Eocp ta' 2707 HDSS għal P. aeruginosa kien relattivament stabbli f'-228 mV (vs. SCE), filwaqt li l-valur korrispondenti għal kampjuni mhux bijoloġiċi kien ta 'madwar -442 mV (vs. SCE).Eocp fil-preżenza ta' P. aeruginosa kien pjuttost baxx.
Ittestjar elettrokimiku ta' 2707 kampjuni HDSS f'medju abijotiku u brodu ta' Pseudomonas aeruginosa f'37 °C:
(a) Eocp bħala funzjoni tal-ħin tal-espożizzjoni, (b) kurvi tal-polarizzazzjoni f'jum 14, (c) Rp bħala funzjoni tal-ħin tal-espożizzjoni u (d) icorr bħala funzjoni tal-ħin tal-espożizzjoni.
It-Tabella 3 telenka l-valuri tal-parametri tal-korrużjoni elettrokimiku ta’ 2707 kampjuni HDSS esposti għal medju abijotiku u medju inokulat ta’ Pseudomonas aeruginosa għal 14-il jum. s30,31.
Kif muri fil-Figura 2b, iċ-ċaqliq 'il fuq tal-kurva P. aeruginosa rriżultat f'żieda fl-Ecorr meta mqabbla mal-kurva abijotika.Il-valur icorr, li huwa proporzjonali għar-rata ta 'korrużjoni, żdied għal 0.328 μA cm-2 fil-kampjun Pseudomonas aeruginosa, erba' darbiet dak tal-kampjun mhux bijoloġiku μA0.087 μA.
LPR huwa metodu elettrokimiku klassiku mhux distruttiv għal analiżi rapida tal-korrużjoni.Intuża wkoll biex tistudja MIC32.Figura 2c turi r-reżistenza tal-polarizzazzjoni (Rp) bħala funzjoni tal-ħin tal-espożizzjoni.Valur Rp ogħla jfisser inqas korrużjoni. kampjuni ta’ monas aeruginosa.Figura 2c turi wkoll li l-valur Rp naqas malajr wara jum wieħed u mbagħad baqa’ relattivament mhux mibdul għat-13-il jum li ġejjin.
Il-valur icorr huwa proporzjonali għar-rata ta 'korrużjoni uniformi. Il-valur tiegħu jista' jiġi kkalkulat mill-ekwazzjoni Stern-Geary li ġejja,
Wara Zou et al.33, valur tipiku ta 'l-inklinazzjoni Tafel B f'dan ix-xogħol kien preżunt li jkun 26 mV/dec.Figura 2d turi li l-icorr tal-kampjun 2707 mhux bijoloġiku baqa' relattivament stabbli, filwaqt li l-kampjun P. aeruginosa varja ħafna wara l-ewwel 24 siegħa. konsistenti mar-riżultati tar-reżistenza tal-polarizzazzjoni.
EIS hija teknika oħra mhux distruttiva użata biex tikkaratterizza reazzjonijiet elettrokimiċi f'interfaces imsadda. Spettri ta 'impedenza u valuri ta' kapaċità kkalkulati ta 'kampjuni esposti għal midja abijotika u soluzzjoni ta' Pseudomonas aeruginosa, Rb reżistenza ta 'film passiv / bijofilm iffurmat fuq il-wiċċ tal-kampjun, Rct charge transfer resistance, Cdl electric double layer (ED parameter ED CPE). il-parametri se ġew analizzati aktar billi twaħħlu d-dejta bl-użu ta 'mudell ta' ċirkwit ekwivalenti (KEE).
Figura 3 turi plottijiet Nyquist tipiċi (a u b) u plottijiet Bode (a' u b') ta '2707 kampjuni HDSS f'medja abijotika u brodu P. aeruginosa għal ħinijiet ta' inkubazzjoni differenti. Id-dijametru taċ-ċirku Nyquist jonqos fil-preżenza ta 'Pseudomonas aeruginosa. Il-plott Bode (Fig. jistgħu jiġu pprovduti mill-fażi massimi.Il-Figura 4 turi l-istrutturi fiżiċi bbażati fuq monosaff (a) u bi saffi (b) u l-EECs korrispondenti tagħhom.
Żewġ mudelli fiżiċi u ċirkwiti ekwivalenti korrispondenti għat-twaħħil tal-ispettru tal-impedenza tal-kampjun HDSS 2707:
fejn Y0 huwa l-kobor tas-CPE, j huwa n-numru immaġinarju jew (-1) 1/2, ω huwa l-frekwenza angolari, u n huwa l-indiċi tal-qawwa CPE inqas minn unità35.L-invers tar-reżistenza tat-trasferiment tal-ħlas (jiġifieri 1/Rct) jikkorrispondi għar-rata ta 'korrużjoni. 32 kΩ cm2, ħafna iżgħar mill-489 kΩ cm2 tal-kampjuni mhux bijoloġiċi (Tabella 4).
L-immaġini CLSM u l-immaġini SEM fil-Figura 5 juru biċ-ċar li l-kopertura tal-bijofilm fuq il-wiċċ tal-kampjun HDSS 2707 wara 7 ijiem hija densa. Madankollu, wara 14-il jum, il-kopertura tal-bijofilm kienet skarsa u dehru xi ċelluli mejta. μm wara 7 ijiem għal 18.9 μm wara 14-il jum.Il-ħxuna medja tal-bijofilm ikkonfermat ukoll din it-tendenza.Naqas minn 22.2 ± 0.7 μm wara 7 ijiem għal 17.8 ± 1.0 μm wara 14-il jum.
(a) immaġni 3-D CLSM wara 7 ijiem, (b) immaġni 3-D CLSM wara 14-il jum, (c) immaġni SEM wara 7 ijiem u (d) immaġni SEM wara 14-il jum.
EDS żvelat elementi kimiċi fil-bijofilms u prodotti ta 'korrużjoni fuq kampjuni esposti għal P. aeruginosa għal 14-il jum.Figura 6 turi li l-kontenut ta' C, N, O, u P fil-bijofilms u prodotti ta 'korrużjoni huwa ħafna ogħla minn dak fil-metalli vojta, minħabba li dawn l-elementi huma assoċjati ma' bijofilms u l-metaboliti tagħhom. il-kampjuni jindikaw li l-matriċi tal-metall tilfet elementi minħabba l-korrużjoni.
Wara 14-il jum, pitting bi u mingħajr P. aeruginosa kienet osservata fil-medium 2216E. Qabel l-inkubazzjoni, il-wiċċ tal-kampjun kien lixx u mingħajr difetti (Fig. 7a).Wara l-inkubazzjoni u t-tneħħija tal-bijofilm u l-prodotti tal-korrużjoni, il-fosos l-aktar fonda fuq il-wiċċ tal-kampjuni ġew eżaminati taħt CLSM, kif muri fil-Figura 7b il-kampjun ta 'kontroll mhux ċar. um fond tal-fossa 0.02 μm).Il-fond massimu tal-fossa ikkawżat minn Pseudomonas aeruginosa kien 0.52 μm wara 7 ijiem u 0.69 μm wara 14-il jum, ibbażat fuq il-fond tal-fossa massimu medju ta '3 kampjuni (10 valuri massimi tal-fond tal-fossa ġew magħżula għal kull kampjun 2 ± 50.4 2 ± 50.4 μm u 12 ± 50.4 μm) milħuqa. μm, rispettivament (Tabella 5).Dawn il-valuri tal-fond tal-fossa huma żgħar iżda importanti.
(a) Qabel l-espożizzjoni, (b) 14-il jum f'medju abijotiku u (c) 14-il jum fil-brodu Pseudomonas aeruginosa.
Figura 8 turi l-ispettri XPS ta 'uċuħ ta' kampjuni differenti, u l-kompożizzjonijiet kimiċi analizzati għal kull wiċċ huma miġbura fil-qosor fit-Tabella 6.Fit-Tabella 6, il-perċentwali atomiċi ta 'Fe u Cr fil-preżenza ta' P. aeruginosa (kampjuni A u B) kienu ħafna aktar baxxi minn dawk tal-kampjuni ta 'kontroll mhux bijoloġiku (kampjuni C u D). komponenti tal-quċċata b'valuri ta 'enerġija li torbot (BE) ta' 574.4, 576.6, 578.3 u 586.8 eV, li jistgħu jiġu attribwiti lil Cr, Cr2O3, CrO3 u Cr (OH)3, rispettivament (Fig. 9a u b).Għall-kampjuni mhux bijoloġiċi, il-Cr 2O3 spectrum prinċipali fih żewġ kampjuni ta 'Cr 2O3 e 73. BE) u Cr2O3 (575.90 eV għal BE) f'Fig. 9c u d, rispettivament. L-aktar differenza impressjonanti bejn il-kampjuni abijotiċi u P. aeruginosa kienet il-preżenza ta 'Cr6 + u frazzjoni relattiva ogħla ta' Cr (OH) 3 (BE ta '586.8 eV) taħt il-bijofilm.
L-ispettri XPS wiesgħa tal-wiċċ tal-kampjun HDSS 2707 fiż-żewġ midja huma 7 ijiem u 14-il jum, rispettivament.
(a) 7 ijiem ta' espożizzjoni għal P. aeruginosa, (b) 14-il jum ta' espożizzjoni għal P. aeruginosa, (c) 7 ijiem f'medju abijotiku u (d) 14-il jum f'medju abijotiku.
HDSS juri livelli għoljin ta 'reżistenza għall-korrużjoni fil-biċċa l-kbira tal-ambjenti.Kim et al.2 irrapporta li UNS S32707 HDSS kien definit bħala DSS liga ħafna b'PREN ta 'aktar minn 45.Il-valur PREN tal-kampjun HDSS 2707 f'dan ix-xogħol kien 49.Dan huwa minħabba l-kontenut għoli ta 'kromju u l-livelli għolja ta' molibdenu u Ni, li huma ta 'benefiċċju f'ambjenti aċidużi u għolja ta' klorur u kompożizzjoni ta 'difett strutturali u microbalanced utli għall-mikrobilanċjat. reżistenza għall-korrużjoni.Madankollu, minkejja r-reżistenza kimika eċċellenti tagħha, id-dejta sperimentali f'dan ix-xogħol tissuġġerixxi li 2707 HDSS mhuwiex kompletament immuni għall-MIC ta 'bijofilms ta' P. aeruginosa.
Riżultati elettrokimiċi wrew li r-rata ta 'korrużjoni ta' 2707 HDSS fil-brodu P. aeruginosa żdiedet b'mod sinifikanti wara 14-il jum meta mqabbla ma 'medja mhux bijoloġika. Fil-Figura 2a, ġie osservat tnaqqis fl-Eocp kemm fil-medju abijotiku kif ukoll fil-brodu P. aeruginosa matul l-ewwel 24 siegħa. livell ta 'Eocp bijoloġiku kien ħafna ogħla minn dak ta' Eocp mhux bijoloġiku. Hemm raġuni biex wieħed jemmen li din id-differenza hija dovuta għall-formazzjoni ta 'bijofilm P. aeruginosa.Figura 2d, fil-preżenza ta' P. aeruginosa, il-valur icorr ta '2707 HDSS laħaq 0.627 μA ċm-2, li kien ordni ta' kobor ċm-2 μA ogħla minn dak il-kontroll 0. Valur Rct imkejjel mill-EIS. Matul l-ewwel ftit jiem, il-valuri ta 'impedenza fil-brodu P. aeruginosa żdiedu minħabba t-twaħħil ta' ċelluli P. aeruginosa u l-formazzjoni ta 'bijofilms. Madankollu, meta l-bijofilm ikopri kompletament il-wiċċ tal-kampjun, l-impedenza tonqos. ta 'P. aeruginosa ikkawża korrużjoni lokalizzata.Ix-xejriet fil-midja abijotika kienu differenti.Ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-kontroll mhux bijoloġiku kienet ħafna ogħla mill-valur korrispondenti tal-kampjuni esposti għall-brodu ta' P. aeruginosa. Barra minn hekk, għal kampjuni abijotiċi, il-valur Rct ta '2707 HDSS laħaq 489 kΩ 2707 HDSS laħaq 489 kΩ ta' preżenza ta' 2707 HDSS li kien il-valur ta' 15 Ω, 2 Ω f'ġurnata P. aeruginosa.Għalhekk, 2707 HDSS għandu reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti f'ambjent sterili, iżda mhuwiex reżistenti għall-attakk MIC minn bijofilms ta 'P. aeruginosa.
Dawn ir-riżultati jistgħu jiġu osservati wkoll mill-kurvi ta 'polarizzazzjoni f'Fig. 2b.Il-fergħat anodiċi kien attribwit għall-formazzjoni tal-bijofilm Pseudomonas aeruginosa u reazzjonijiet ta' ossidazzjoni tal-metall. Fl-istess ħin ir-reazzjoni katodika hija t-tnaqqis tal-ossiġnu. s korrużjoni lokalizzata ta '2707 HDSS.Yuan et al29 sabet li d-densità kurrenti ta' korrużjoni ta 'liga ta' 70/30 Cu-Ni żdiedet taħt sfida ta 'biofilm P. aeruginosa. ossiġnu taħthom.Għalhekk, in-nuqqas li terġa 'passiva l-wiċċ tal-metall bl-ossiġnu jista' jkun fattur li jikkontribwixxi għall-MIC f'dan ix-xogħol.
Dickinson et al.38 issuġġerixxa li r-rati ta 'reazzjonijiet kimiċi u elettrokimiċi jistgħu jiġu affettwati direttament mill-attività metabolika ta' batterji sessili fuq il-wiċċ tal-kampjun u n-natura tal-prodotti tal-korrużjoni. Kif muri f'Figura 5 u Tabella 5, kemm in-numru taċ-ċelluli kif ukoll il-ħxuna tal-bijofilm naqsu wara 14-il jum. 2216E medju jew ir-rilaxx ta 'jonji tal-metall tossiċi mill-matriċi 2707 HDSS.Din hija limitazzjoni ta' esperimenti tal-lott.
F'dan ix-xogħol, il-bijofilm P. aeruginosa promossi t-tnaqqis lokali ta 'Cr u Fe taħt il-bijofilm fuq il-wiċċ HDSS 2707 (Fig. 6). Fit-Tabella 6, it-tnaqqis ta' Fe u Cr fil-kampjun D meta mqabbel mal-kampjun C, li jindika li Fe maħlul u Cr ikkawżat minn P. biofilm aeruginosa jippersisti lil hinn mill-ambjent tal-baħar 1 227176E. 0 ppm Cl-, li huwa komparabbli ma 'dak misjub fl-ilma baħar naturali. Il-preżenza ta' 17700 ppm Cl- kienet ir-raġuni ewlenija għat-tnaqqis ta 'Cr fil-kampjuni abijotiċi ta' 7- u 14-il jum analizzati minn XPS. Meta mqabbel ma 'kampjuni ta' P. aeruginosa, ix-xoljiment ta 'Cr f'kampjuni abijotiċi kien ħafna anqas qawwija. ure 9 juri l-preżenza ta 'Cr6 + fil-film ta' passivazzjoni. Jista 'jkun involut fit-tneħħija ta' Cr minn uċuħ ta 'l-azzar minn bijofilms ta' P. aeruginosa, kif issuġġerit minn Chen u Clayton.
Minħabba t-tkabbir batterjali, il-valuri tal-pH tal-medju qabel u wara l-kultivazzjoni kienu 7.4 u 8.2, rispettivament. Għalhekk, taħt il-bijofilm P. aeruginosa, il-korrużjoni tal-aċidu organiku x'aktarx ma tkunx fattur li jikkontribwixxi għal dan ix-xogħol minħabba l-pH relattivament għoli fil-medja tal-massa. Iż-żieda fil-pH fil-medju tat-tilqim wara l-inkubazzjoni kienet dovuta għall-attività metabolika ta 'P. aeruginosa u nstabet li kellha l-istess effett fuq il-pH fin-nuqqas ta' strixxi tat-test.
Kif muri fil-Figura 7, il-fond massimu tal-fossa ikkawżat mill-bijofilm ta 'P. aeruginosa kien 0.69 μm, li kien ħafna akbar minn dak tal-medju abijotiku (0.02 μm).Dan huwa konsistenti mad-dejta elettrokimika deskritta hawn fuq.Il-fond tal-fossa ta' 0.69 μm huwa aktar minn għaxar darbiet iżgħar mill-valur 9.5 SS id-data μsee rrapportata taħt l-istess kundizzjonijiet ta '2μsee. 707 HDSS juri reżistenza MIC aħjar meta mqabbel ma '2205 DSS.Dan m'għandux ikun sorpriża, peress li 2707 HDSS għandu kontenut ogħla ta 'kromju, li jipprovdi passivazzjoni li ddum aktar, minħabba l-istruttura tal-fażi bilanċjata mingħajr preċipitati sekondarji ta' ħsara, li jagħmilha aktar diffiċli għal P. aeruginosa biex depassivate u l-eklissi tal-punti tal-bidu.
Bħala konklużjoni, MIC pitting instab fuq il-wiċċ ta '2707 HDSS fil-brodu P. aeruginosa meta mqabbel ma' pitting negliġibbli fil-midja abiotic.Dan ix-xogħol juri li 2707 HDSS għandu reżistenza MIC aħjar minn 2205 DSS, iżda mhuwiex kompletament immuni għal MIC minħabba P. aeruginosa is-selezzjoni tal-istainless steel is-selezzjoni adattata għall-bijofilm tal-baħar.
Il-kupun għal 2707 HDSS huwa pprovdut mill-Iskola tal-Metallurġija tal-Università tal-Grigal (NEU) f'Shenyang, iċ-Ċina. Il-kompożizzjoni elementali ta' 2707 HDSS hija murija fit-Tabella 1, li ġiet analizzata mid-Dipartiment tal-Analiżi u l-Ittestjar tal-Materjali NEU. ta’ 1 cm2 ġie illustrat għal 2000 grit b’karta tal-karbur tas-silikon u llustrat aktar b’sospensjoni ta’ trab Al2O3 ta’ 0.05 μm. użu.
Razza tal-Baħar Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 inxtrat minn Xiamen Marine Culture Collection Centre (MCCC), China.Pseudomonas aeruginosa tkabbar aerobikament f'37°C f'kunjett ta '250 ml u ċelluli tal-ħġieġ elettrokimiku ta' 500 ml bl-użu ta ' Marine 2216E likwidu medju (Qing,. /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 SrBr2, 0.08 SrBr2, 0.08, 0.03, NH30, NH30, NH30, NH30, NH302 0016 NH3, 0016 NaH2PO4 , 5.0 peptone, 1.0 estratt tal-ħmira u 0.1 ċitrat ferriku. Awtoklavi f'121 ° C għal 20 minuta qabel it-tilqim. Għadd ċelluli sessili u planktoniċi bl-użu ta 'emoċitometru taħt mikroskopju ħafif f'konċentrazzjoni ta' 400X P ingrandiment ta 'ċellola ingrandiment inizjali ta' planktonosa. madwar 106 ċelluli/ml.
It-testijiet elettrokimiċi saru f'ċellula tal-ħġieġ klassika bi tliet elettrodi b'volum medju ta '500 ml. Folja tal-platinu u elettrodu tal-kalomel saturat (SCE) ġew imqabbda mar-reattur permezz ta' kapillari Luggin mimlijin b'pontijiet tal-melħ, li jservu bħala elettrodi ta 'kontro u ta' referenza, rispettivament. żona tal-wiċċ ta' naħa waħda għall-elettrodu tax-xogħol. Matul il-kejl elettrokimiku, kampjuni tqiegħdu f'medja 2216E u miżmuma f'temperatura kostanti ta 'inkubazzjoni (37 °C) f'banju ta' l-ilma.OCP, LPR, EIS u data ta 'polarizzazzjoni dinamika potenzjali tkejlu bl-użu ta' potenzjostat Autolab (Referenza 600TM, Gamry Instruments, 1 rekord ta 'test ta' skanjar ta 'l-Inc. 1 fuq il-medda ta '-5 u 5 mV b'Eocp u frekwenza ta' kampjunar ta '1 Hz.EIS sar b'mewġa sine fil-medda ta' frekwenza 0.01 sa 10,000 Hz bl-użu ta 'vultaġġ applikat ta' 5 mV fi stat fiss Eocp. 1.5 V vs. Eocp b'rata ta 'skan ta' 0.166 mV/s.Kull test kien ripetut 3 darbiet bi u mingħajr P. aeruginosa.
Il-kampjuni għall-analiżi metallografika ġew illustrati mekkanikament b'karta SiC imxarrba 2000 grit u mbagħad illustrati aktar b'sospensjoni ta 'trab Al2O3 ta' 0.05 μm għal osservazzjoni ottika. Analiżi metallografika saret bl-użu ta 'mikroskopju ottiku.
Wara l-inkubazzjoni, il-kampjuni ġew maħsula 3 darbiet b'soluzzjoni salina buffered b'fosfat (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) u mbagħad iffissati b'2.5% (v/v) glutaraldehyde għal 10 sigħat biex jiffissaw il-bijofilms. Sussegwentement ġie deidrat b'serje gradata (50%, 60, 90%, 90%, 90% u 90% v/v) ta’ etanol qabel it-tnixxif bl-arja. Fl-aħħarnett, il-wiċċ tal-kampjun huwa sputtered b’film tad-deheb biex jipprovdi konduttività għall-osservazzjoni SEM. th. Sabiex jiġu osservati l-fosos tal-korrużjoni taħt il-bijofilm, il-biċċa tat-test ġiet l-ewwel imnaddfa skont l-Istandard Nazzjonali Ċiniż (CNS) GB/T4334.4-2000 biex tneħħi l-prodotti tal-korrużjoni u l-bijofilm fuq il-wiċċ tal-biċċa tat-test.
Spettroskopija tal-fotoelettroni tar-raġġi X (XPS, sistema ta 'analiżi tal-wiċċ ESCALAB250, Thermo VG, USA) saret analiżi bl-użu ta' sors ta 'raġġi X monokromatiku (linja tal-aluminju Kα f'enerġija 1500 eV u enerġija 150 W) fuq firxa wiesgħa ta' enerġija vinkolanti 0 taħt kundizzjonijiet standard –1350 eV.
Il-kampjuni inkubati tneħħew u laħlaħ b'ġentilezza b'PBS (pH 7.4 ± 0.2) għal 15 s45. Biex tiġi osservata l-vijabbiltà batterjali tal-bijofilms fuq il-kampjuni, il-bijofilms ġew imtebba' bl-użu tal-Kit tal-Vijabilità Batterjali LIVE/DEAD BacLight (Invitrogen, Eugene, OR, 2, Istati Uniti ta' l-Amerika). Żebgħa fluworexxenti tal-jodju tal-propidju (PI). Taħt CLSM, tikek b'aħdar u aħmar fluworexxenti jirrappreżentaw ċelluli ħajjin u mejta, rispettivament. Għat-tbajja ', taħlita ta' 1 ml li fiha 3 μl SYTO-9 u 3 μl soluzzjoni PI ġiet inkubata għal 20 minuta f'temperatura tal-kamra (23 oC) fid-dlam. ċelluli ħajjin u 559 nm għal ċelluli mejta) bl-użu ta 'magna Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, il-Ġappun). Il-ħxuna tal-bijofilm ġiet imkejla f'modalità ta' skannjar 3-D.
Kif tikkwota dan l-artikolu: Li, H. et al.Korrużjoni mikrobjali ta '2707 super duplex stainless steel mill-baħar Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress qsim tal-korrużjoni tal-azzar inossidabbli duplex LDX 2101 f'soluzzjoni ta 'klorur fil-preżenza ta' thiosulfate.coros.science.80, 205-212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Effett tat-trattament tas-sħana tas-soluzzjoni u n-nitroġenu fil-gass protettiv fuq ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-pitting ta 'l-istainless steel super duplex welds.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Studju Kimiku Komparattiv ta 'Korrużjoni tal-Pitting Mikrobika u Elettrokimikament Indotta f'316L Stainless Steel.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Imġieba elettrokimika ta '2205 duplex stainless steel f'soluzzjonijiet alkalini ta' pH differenti fil-preżenza ta 'chloride.Electrochim.Journal.64, 211-220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI L-effett tal-bijofilms tal-baħar fuq il-korrużjoni: reviżjoni konċiża.Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).