Nature.com मा जानुभएकोमा धन्यवाद।तपाईँले प्रयोग गरिरहनुभएको ब्राउजर संस्करणमा CSS को लागि सीमित समर्थन छ।उत्तम अनुभवको लागि, हामी तपाईंलाई अपडेट गरिएको ब्राउजर प्रयोग गर्न सुझाव दिन्छौं (वा इन्टरनेट एक्सप्लोररमा अनुकूलता मोड बन्द गर्नुहोस्)।यस बीचमा, निरन्तर समर्थन सुनिश्चित गर्न, हामी शैलीहरू र जाभास्क्रिप्ट बिना साइट प्रदर्शन गर्नेछौं।
माइक्रोबियल क्षरण (MIC) धेरै उद्योगहरूमा एक गम्भीर समस्या हो किनभने यसले ठूलो आर्थिक नोक्सान निम्त्याउन सक्छ। 2707 सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (2707 HDSS) यसको उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोधको कारणले समुद्री वातावरणमा प्रयोग भएको छ। यद्यपि, MIC को प्रतिरोध प्रयोगात्मक रूपमा प्रदर्शन गरिएको छैन। स्यूडोमोनास एरुगिनोसाको अनुसन्धान गरिएको थियो।विद्युत रासायनिक विश्लेषणले देखायो कि 2216E माध्यममा स्यूडोमोनास एरुगिनोसा बायोफिल्मको उपस्थितिमा, जंग क्षमतामा सकारात्मक परिवर्तन भएको थियो र क्षरणको वर्तमान घनत्वमा वृद्धि भएको थियो। एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपीमा सतहमा देखा परेको सामग्रीमा सीएक्सपीएसको कमी भएको थियो। बायोफिल्म।पिट्सको इमेजिङ विश्लेषणले देखाएको छ कि पी. एरुगिनोसा बायोफिल्मले इन्क्युबेशनको १४ दिनको अवधिमा अधिकतम ०.६९ μm गहिरो पिट गहिरो उत्पादन गरेको छ। यद्यपि यो सानो छ, यसले संकेत गर्छ कि 2707 HDSS P. aeruginosa को MIC बाट पूर्ण रूपमा प्रतिरक्षा छैन।
डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स (DSS) विभिन्न उद्योगहरूमा उत्कृष्ट मेकानिकल गुणहरू र जंग प्रतिरोधको आदर्श संयोजनको लागि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ 1,2। यद्यपि, स्थानीयकृत पिटिङ् अझै पनि हुन्छ र यसले यस स्टीलको अखण्डतालाई असर गर्छ 3,4।DSS माइक्रोबियल क्षरण प्रतिरोधी छैन, जहाँ DSS5 दायराको विस्तृत वातावरण (MDSS5) छ। DSS को जंग प्रतिरोध दीर्घकालीन प्रयोगको लागि पर्याप्त छैन। यसको मतलब उच्च जंग प्रतिरोध संग अधिक महँगो सामग्री आवश्यक छ। Jeon et al7 ले पत्ता लगायो कि सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स (SDSS) को पनि क्षरण प्रतिरोध को मामला मा केहि सीमितताहरु छन्। त्यसकारण, सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टेनलेस (HDSS) मा केहि उच्च एप्लिकेसन आवश्यक छ। उच्च मिश्रित HDSS को विकास को लागी नेतृत्व।
DSS को जंग प्रतिरोध अल्फा र गामा चरणहरू र दोस्रो चरणको छेउमा रहेको Cr, Mo र W घटेको क्षेत्रहरू 8, 9, 10 को अनुपातमा निर्भर गर्दछ। HDSS मा Cr, Mo र N11 को उच्च सामग्री समावेश छ, त्यसैले यसमा उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध र उच्च मूल्य (45-50%) द्वारा निर्धारण गरिएको छ। + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12। यसको उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध लगभग 50% फेराइट (α) र 50% austenite (γ) चरणहरू समावेश भएको सन्तुलित संरचनामा निर्भर गर्दछ, HDSS सँग राम्रो यांत्रिक गुणहरू र D3SS Conventist भन्दा उच्च छ।क्लोराइड क्षरण गुणहरू। सुधारिएको क्षरण प्रतिरोधले अधिक संक्षारक क्लोराइड वातावरण, जस्तै समुद्री वातावरणमा HDSS को प्रयोग विस्तार गर्दछ।
तेल र ग्याँस र पानी उपयोगिताहरू जस्ता धेरै उद्योगहरूमा MICs एक प्रमुख समस्या हो14. MIC ले सबै क्षरण क्षतिको 20% का लागि योगदान गर्दछ15. MIC जैवविद्युत रसायनिक क्षरण हो जुन धेरै वातावरणमा अवलोकन गर्न सकिन्छ। धातुको सतहहरूमा बन्ने बायोफिल्महरूले इलेक्ट्रोकेमिकल अवस्थाहरू परिवर्तन गर्दछ, जसले गर्दा MIC ले बायोकोरोसन प्रक्रियालाई व्यापक रूपमा असर गर्छ भन्ने विश्वास गर्दछ। इलेक्ट्रोजेनिक सूक्ष्मजीवहरूले बाँच्नको लागि दिगो ऊर्जा प्राप्त गर्न धातुहरू कुरुड गर्छन्17। हालैको MIC अध्ययनहरूले देखाएको छ कि EET (extracellular इलेक्ट्रोन ट्रान्सफर) MIC मा इलेक्ट्रोजेनिक सूक्ष्मजीवहरू द्वारा प्रेरित दर-सीमित कारक हो। Zhang et al।18 ले प्रदर्शन गर्‍यो कि इलेक्ट्रोन मध्यस्थहरूले Desulfovibrio sessificans कोशिकाहरू र 304 स्टेनलेस स्टीलहरू बीच इलेक्ट्रोन स्थानान्तरणलाई गति दिन्छ, जसले थप गम्भीर MIC आक्रमण निम्त्याउँछ। Enning et al।19 र Venzlaff et al।20 ले देखाएको छ कि संक्षारक सल्फेट-कम गर्ने ब्याक्टेरिया (SRB) बायोफिल्महरूले सीधा धातु सब्सट्रेटबाट इलेक्ट्रोनहरू अवशोषित गर्न सक्छ, जसको परिणामस्वरूप गम्भीर पिटिंग क्षरण हुन्छ।
DSS लाई SRB, आइरन-रिड्युसिङ ब्याक्टेरिया (IRB) आदि भएको वातावरणमा MIC को लागि अतिसंवेदनशील मानिन्छ। 21। यी ब्याक्टेरियाहरूले DSS सतहहरूमा बायोफिल्महरू 22,23 अन्तर्गत स्थानीयकृत पिटिङ्ग निम्त्याउँछन्। DSS को विपरीत, HDSS24 को MIC नराम्ररी ज्ञात छ।
स्यूडोमोनास एरुगिनोसा एक ग्राम-नेगेटिभ मोटाइल रड आकारको ब्याक्टेरिया हो जुन प्रकृतिमा व्यापक रूपमा वितरित हुन्छ25। स्यूडोमोनास एरुगिनोसा समुद्री वातावरणमा पनि एक प्रमुख सूक्ष्मजीव समूह हो, जसले एमआईसीलाई स्टील बनाउँछ। स्यूडोमोनास जंग प्रक्रियाहरूमा नजिकबाट संलग्न छ र बायोफिलोन को रूपमा पहिचान गरिएको छ।28 र युआन एट अल।29 ले देखाएको छ कि स्यूडोमोनास एरुगिनोसामा जलीय वातावरणमा हल्का स्टील र मिश्र धातुहरूको क्षरण दर बढाउने प्रवृत्ति छ।
यस कार्यको मुख्य उद्देश्य समुद्री एरोबिक ब्याक्टेरियम स्यूडोमोनास एरुगिनोसाबाट हुने 2707 HDSS को MIC गुणहरूको अन्वेषण गर्नु थियो इलेक्ट्रोकेमिकल विधिहरू, सतह विश्लेषणात्मक प्रविधिहरू र क्षरण उत्पादन विश्लेषण। इलेक्ट्रोकेमिकल अध्ययनहरू सहित ओपन सर्किट सम्भाव्यता (OCP), लिनियर्स इम्प्रोसेप्टो (Linear-Spr)। ), र सम्भावित गतिशील ध्रुवीकरण 2707 HDSS को MIC व्यवहार अध्ययन गर्न प्रदर्शन गरिएको थियो। ऊर्जा फैलाउने स्पेक्ट्रोमिटर (EDS) विश्लेषण कोरोड गरिएको सतहमा रासायनिक तत्वहरू फेला पार्नको लागि प्रदर्शन गरिएको थियो। साथै, एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS) विश्लेषण प्रयोग गरीएको थियो। खाडलको गहिराई कन्फोकल लेजर स्क्यानिङ माइक्रोस्कोप (CLSM) अन्तर्गत मापन गरिएको थियो।
तालिका 1 2707 HDSS को रासायनिक संरचना सूचीबद्ध गर्दछ। तालिका 2 ले देखाउँछ कि 2707 HDSS मा 650 MPa को उपज शक्ति संग उत्कृष्ट मेकानिकल गुणहरू छन्। चित्र 1 ले समाधान गर्मी उपचार 2707 HDSS को अप्टिकल माइक्रोस्ट्रक्चर देखाउँछ। austenite को लम्बी ब्यान्डले दोस्रो चरण 5 मा माइक्रोस्ट्रक्चर बिना देख्न सक्छ। ustenite र 50% फेराइट चरणहरू।
चित्र 2a ले खुला सर्किट सम्भाव्यता (Eocp) बनाम एक्सपोजर समय डेटा 2707 HDSS को लागि एबायोटिक 2216E मध्यम र P. aeruginosa ब्रोथ 14 दिनको लागि 37 °C मा देखाउँछ। यसले देखाउँछ कि Eocp मा सबैभन्दा ठूलो र महत्त्वपूर्ण परिवर्तन पहिलो 24 घन्टा भित्र हुन्छ। CE 15 मा लगभग CE-5 मा Eocp मा सबै भन्दा ठूलो परिवर्तन हुन्छ। 16 घन्टा र त्यसपछि क्रमशः -477 mV (vs. SCE) र -236 mV (vs. SCE) अजैविक नमूना र P, क्रमशः) पुगेर तीव्र रूपमा खस्यो।स्यूडोमोनास एरुगिनोसा कुपनहरू, क्रमशः। २४ घण्टा पछि, P. aeruginosa को लागि 2707 HDSS को Eocp मान -228 mV (vs. SCE) मा तुलनात्मक रूपमा स्थिर थियो, जबकि गैर-जैविक नमूनाहरूको लागि सम्बन्धित मान लगभग -442 mV थियो।
३७ डिग्री सेल्सियसमा अजैविक माध्यम र स्यूडोमोनास एरुगिनोसा ब्रोथमा 2707 HDSS नमूनाहरूको इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षण:
(a) एक्सपोजर समयको प्रकार्यको रूपमा Eocp, (b) दिन 14 मा ध्रुवीकरण वक्र, (c) एक्सपोजर समयको प्रकार्यको रूपमा Rp र (d) एक्सपोजर समयको प्रकार्यको रूपमा icorr।
तालिका 3 ले 2707 HDSS नमूनाहरूको इलेक्ट्रोकेमिकल क्षरण प्यारामिटर मानहरू सूचीबद्ध गर्दछ जुन 14 दिनको लागि अजैविक माध्यम र स्यूडोमोनास एरुगिनोसा इनोकुलेटेड माध्यममा पर्दाफास भएको थियो। एनोडिक र क्याथोडिक कर्भहरूको ट्यान्जेन्टहरू प्रतिच्छेदनमा पुग्न एक्स्ट्रापोलेट गरिएको थियो। Tafel ढलान (βα र βc) मानक विधिहरू अनुसार 30,31।
चित्र 2b मा देखाइए अनुसार, P. aeruginosa curve को माथिल्लो shift को परिणामस्वरूप Abiotic curve को तुलनामा Ecorr मा वृद्धि भयो। icorr मान, जो क्षरण दरको समानुपातिक छ, Pseudomonas aeruginosa नमूनामा 0.328 μA cm-2 मा बढ्यो (नमूना-0 μA2 सेमी नमूनाको चार गुणा)।
LPR द्रुत क्षरण विश्लेषणको लागि एक क्लासिक गैर-विध्वंसक इलेक्ट्रोकेमिकल विधि हो। यो MIC32 को अध्ययन गर्न पनि प्रयोग गरिएको थियो। चित्र 2c ले ध्रुवीकरण प्रतिरोध (Rp) लाई एक्सपोजर समयको कार्यको रूपमा देखाउँछ। उच्च Rp मान भनेको कम क्षय हो। पहिलो 24 घण्टा भित्र, Rp को HDSS 275 को अधिकतम मूल्य kΩ275 सेमीमा पुग्यो। s र स्यूडोमोनास एरुगिनोसा नमूनाहरूको लागि 1429 kΩ cm2। चित्र 2c ले यो पनि देखाउँछ कि Rp मान एक दिन पछि द्रुत रूपमा घट्यो र त्यसपछि अर्को 13 दिनको लागि अपेक्षाकृत अपरिवर्तित रह्यो। Pseudomonas aeruginosa नमूनाको Rp मान लगभग 40 kΩ 40 kΩ cm-40 cm2 को तुलनामा धेरै कम हो।
icorr मान एकसमान क्षरण दरसँग समानुपातिक हुन्छ। यसको मान निम्न स्टर्न-गेरी समीकरणबाट गणना गर्न सकिन्छ,
Zou et al लाई पछ्याउँदै।33, यस कार्यमा टाफेल स्लोप B को एक विशिष्ट मान 26 mV/डिसेम्बर मानिएको थियो। चित्र 2d ले गैर-जैविक 2707 नमूनाको icorr अपेक्षाकृत स्थिर रहेको देखाउँछ, जबकि P. aeruginosa नमूनाले पहिलो 24 घण्टाको नमूनाको मूल्यको P. aeruginosa नमूना पछि धेरै उतार चढाव भयो। गैर-जैविक नियन्त्रणहरू भन्दा उच्च। यो प्रवृत्ति ध्रुवीकरण प्रतिरोध परिणामहरूसँग अनुरूप छ।
ईआईएस अर्को गैर-विनाशकारी प्रविधि हो जसले कोरोडेड इन्टरफेसमा इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाहरू चित्रण गर्न प्रयोग गरिन्छ। प्रतिबाधा स्पेक्ट्रा र एबायोटिक मिडिया र स्यूडोमोनास एरुगिनोसा समाधानमा पर्दाफास गरिएका नमूनाहरूको क्यापेसिटन्स मानहरू, निष्क्रिय फिल्म/बायोफिल्मको आरबी प्रतिरोध, डबल क्यापसिट चार्जको सतहमा बनाइएको निष्क्रिय फिलिम/बायोफिल्म, स्पेक्टेन्स लेयरको स्पेक्ट्रान्स चार्ज। EDL ) र QCPE कन्स्ट्यान्ट फेज एलिमेन्ट (CPE) प्यारामिटरहरू। यी प्यारामिटरहरूलाई बराबर सर्किट (EEC) मोडेल प्रयोग गरेर डेटा फिट गरेर थप विश्लेषण गरियो।
चित्र 3 ले विशिष्ट Nyquist प्लटहरू (a and b) र Bode प्लटहरू (a' and b') देखाउँदछ जुन 2707 HDSS नमूनाहरू अजैविक माध्यममा र P. aeruginosa ब्रोथ विभिन्न इन्क्युबेशन समयहरूको लागि। Nyquist ring को व्यास Pseudomonas a'bod. कुल प्रतिबाधाको परिमाण। विश्राम समय स्थिरताको जानकारी चरण maxima द्वारा प्रदान गर्न सकिन्छ। चित्र 4 ले monolayer (a) र bilayer (b) आधारित भौतिक संरचनाहरू र तिनीहरूको सम्बन्धित EECs देखाउँछ। CPE EEC मोडेलमा प्रस्तुत गरिएको छ। यसको प्रवेश र प्रतिबाधा निम्नानुसार व्यक्त गरिएको छ:
दुई भौतिक मोडेलहरू र 2707 HDSS नमूनाको प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम फिट गर्नको लागि समान बराबर सर्किटहरू:
जहाँ Y0 CPE को परिमाण हो, j काल्पनिक संख्या हो वा (-1)1/2, ω कोणीय फ्रिक्वेन्सी हो, र n एकता भन्दा कम CPE पावर इन्डेक्स हो35। चार्ज स्थानान्तरण प्रतिरोध (अर्थात् 1/Rct) को व्युत्क्रम जंग दरसँग मिल्दोजुल्दो छ। 1 दिनको सानो corroctR, 1 दिनको तीव्रता दर। स्यूडोमोनास एरुगिनोसा नमूनाहरूको Rct 32 kΩ cm2 पुग्यो, गैर-जैविक नमूनाहरूको 489 kΩ cm2 भन्दा धेरै सानो (तालिका 4)।
चित्र 5 मा CLSM छविहरू र SEM छविहरूले स्पष्ट रूपमा देखाउँदछ कि 7 दिन पछि 2707 HDSS नमूनाको सतहमा बायोफिल्म कभरेज घना छ। यद्यपि, 14 दिन पछि, बायोफिल्म कभरेज विरल थियो र केही मृत कोशिकाहरू देखा पर्यो। तालिका 5 मा बायोफिल्म मोटाई देखाउँदछ। अधिकतम बायोफिल्म मोटाई 7 दिन पछि 23.4 μm बाट 14 दिन पछि 18.9 μm मा परिवर्तन भयो। औसत बायोफिल्म मोटाईले पनि यो प्रवृत्ति पुष्टि गर्यो। यो 7 दिन पछि 22.2 ± 0.7 μm बाट 14 दिन पछि 17.8 ± 1.0 μm मा घट्यो।
(a) 7 दिन पछि 3-D CLSM छवि, (b) 14 दिन पछि 3-D CLSM छवि, (c) SEM छवि 7 दिन पछि र (d) SEM छवि 14 दिन पछि।
EDS ले 14 दिनसम्म P. aeruginosa को सम्पर्कमा आएका नमूनाहरूमा बायोफिल्महरू र क्षरण उत्पादनहरूमा रासायनिक तत्वहरू पत्ता लगाए। चित्र 6 ले बायोफिल्महरू र क्षरण उत्पादनहरूमा C, N, O, र P को सामग्री खाली धातुहरूमा भन्दा धेरै बढी रहेको देखाउँछ, किनभने यी तत्वहरू बायोफिल्महरू र तिनीहरूको चयापचयहरूसँग सम्बन्धित छन्। माइक्रोबस र ट्राइक्रोन स्तरमा C, N, O, र P को मात्रा चाहिन्छ। बायोफिल्म र नमूनाहरूको सतहमा जंग उत्पादनहरूले संकेत गर्दछ कि धातु म्याट्रिक्सले क्षरणको कारणले तत्वहरू गुमाएको छ।
14 दिन पछि, 2216E माध्यममा P. aeruginosa सँग र बिना पिटिङ्ग देखियो। इन्क्युबेशन अघि, नमूना सतह चिल्लो र दोष-रहित थियो (चित्र 7a)। इन्क्युबेशन र बायोफिल्म र क्षरण उत्पादनहरू हटाएपछि, cCLbSM को सतहमा सबैभन्दा गहिरो खाडलहरू देखाइएको थियो। गैर-जैविक नियन्त्रण नमूनाहरूको सतहमा कुनै स्पष्ट खाडलहरू फेला परेनन् (अधिकतम पिट गहिराई 0.02 μm)। Pseudomonas aeruginosa को कारणले भएको अधिकतम पिट गहिराई 7 दिन पछि 0.52 μm र 14 दिन पछि 0.69 μm थियो, औसत अधिकतम पिट गहिराई प्रत्येक नमूनाको लागि चयन गरिएको अधिकतम पिट गहिराई 0.69 μm पुग्यो। 0.42 ± 0.12 μm र 0.52 ± 0.15 μm, क्रमशः (तालिका 5)। यी पिट गहिराई मानहरू सानो तर महत्त्वपूर्ण छन्।
(a) एक्सपोजर हुनु अघि, (b) अजैविक माध्यममा 14 दिन र (c) स्यूडोमोनास एरुगिनोसा ब्रोथमा 14 दिन।
चित्र 8 ले विभिन्न नमूना सतहहरूको XPS स्पेक्ट्रा देखाउँदछ, र प्रत्येक सतहको लागि विश्लेषण गरिएको रासायनिक संरचनाहरूलाई तालिका 6 मा संक्षेपमा दिइएको छ। तालिका 6 मा, P. aeruginosa (नमूना A र B) को उपस्थितिमा Fe र Cr को परमाणु प्रतिशतहरू गैर-जैविक नियन्त्रण नमूनाहरू र C. sferino नमूनाहरू, D. -लेवल स्पेक्ट्रल वक्रलाई 574.4, 576.6, 578.3 र 586.8 eV को बाध्यकारी ऊर्जा (BE) मानहरू सहित चार शिखर कम्पोनेन्टहरूमा फिट गरिएको थियो, जसलाई क्रमशः Cr, Cr2O3, CrO3 र Cr(OH) 3, को श्रेय दिन सकिन्छ। लेभल स्पेक्ट्रमले क्रमशः Fig. 9c र d मा Cr (BE का लागि 573.80 eV) र Cr2O3 (BE का लागि 575.90 eV) को लागि दुई मुख्य चुचुराहरू समावेश गर्दछ। abiotic र P. aeruginosa नमूनाहरू बीचको सबैभन्दा उल्लेखनीय भिन्नता Cr6+ र उच्च सापेक्षिक Cr6+ को उपस्थिति थियो। चलचित्र।
दुई मिडियामा 2707 HDSS नमूनाको सतहको विस्तृत XPS स्पेक्ट्रा क्रमशः 7 दिन र 14 दिन हो।
(a) P. aeruginosa को एक्सपोजरको 7 दिन, (b) P. aeruginosa को एक्सपोजरको 14 दिन, (c) अजैविक माध्यममा 7 दिन र (d) अजैविक माध्यममा 14 दिन।
HDSS ले धेरैजसो वातावरणमा उच्च स्तरको क्षरण प्रतिरोध प्रदर्शन गर्दछ। किम एट अल।2 रिपोर्ट गरिएको छ कि S32707 HDSES एक उच्च क्रोडरेड वातावरणको एक उच्च क्रोमिडम र NIS स्तरहरू परिभाषित गरिएको थियो क्षमता र करोज्रॉजेन प्रतिरोध गर्नुहोस्
इलेक्ट्रोकेमिकल नतिजाहरूले देखाए कि P. aeruginosa ब्रोथमा 2707 HDSS को क्षरण दर गैर-जैविक माध्यमको तुलनामा 14 दिन पछि उल्लेखनीय रूपमा बढेको थियो। चित्र 2a मा, Eocp मा कमी दुबै अजैविक माध्यम र P. aeruginosa ब्रोथमा देखियो। र Eocp अपेक्षाकृत स्थिर हुन्छ36. यद्यपि, जैविक Eocp को स्तर गैर-जैविक Eocp भन्दा धेरै उच्च थियो। यो भिन्नता P. aeruginosa biofilm को गठन को कारण हो भनेर विश्वास गर्ने कारण छ। Fig. 2d मा, P. aeruginosa को उपस्थितिमा, icorr मान 270-270cm को HD माग 270-2cm मा पुग्यो। de abiotic control (0.063 μA cm-2) भन्दा उच्च, जुन EIS द्वारा मापन गरिएको Rct मानसँग मिल्दोजुल्दो थियो। सुरुका केही दिनहरूमा, P. aeruginosa कोशिकाहरूको संलग्नता र biofilms को गठनको कारण P. aeruginosa ब्रोथमा प्रतिबाधा मानहरू बढ्यो। यद्यपि, जब बायोफिल्मेन्स लेयरको सुरक्षालाई पूर्ण रूपमा कम गर्छ, speciive लेयरको सुरक्षा गर्दछ। ed पहिले बायोफिल्म र बायोफिल्म मेटाबोलाइट्सको गठनको कारणले। त्यसकारण, समयसँगै जंग प्रतिरोध घट्यो, र P. aeruginosa को संलग्नताले स्थानीयकृत क्षरण निम्त्यायो। अजैविक मिडियामा प्रवृतिहरू फरक थिए। गैर-जैविक नियन्त्रणको जंग प्रतिरोध P.A. अजैविक नमूनाहरू, 2707 HDSS को Rct मान 14 दिनमा 489 kΩ cm2 पुग्यो, जुन P. aeruginosa को उपस्थितिमा Rct मान (32 kΩ cm2) को 15 गुणा थियो। त्यसैले, 2707 HDSS मा बाँझरहित वातावरणमा उत्कृष्ट क्षरण प्रतिरोध छ, तर रिजर्भेटेन्ट P.M.I.C द्वारा आक्रमण गर्न पाइन्छ।
यी नतिजाहरू चित्र 2b मा ध्रुवीकरण वक्रहरूबाट पनि अवलोकन गर्न सकिन्छ। एनोडिक शाखाहरू स्यूडोमोनास एरुगिनोसा बायोफिल्म गठन र धातुको अक्सिडेशन प्रतिक्रियाहरूलाई श्रेय दिइएको थियो। एकै समयमा क्याथोडिक प्रतिक्रिया भनेको अक्सिजनको कमी हो। P. एरुगिनोसाको उपस्थितिले हालको म्याग्ट्रोसिटी अर्डरको तुलनामा धेरै बढ्यो। नियन्त्रण। यसले संकेत गर्दछ कि P. aeruginosa biofilm ले 2707 HDSS को स्थानीयकृत क्षरण बढाउँछ। युआन et al29 ले पत्ता लगायो कि P. aeruginosa biofilm को चुनौती अन्तर्गत 70/30 Cu-Ni मिश्र धातुको क्षरण वर्तमान घनत्व बढेको छ। यो बायोकैटालिसिसको कारण हुन सक्छ। यस कार्यमा 2707 HDSS को MIC। एरोबिक बायोफिल्महरूमा पनि कम अक्सिजन हुन सक्छ। त्यसैले, अक्सिजनद्वारा धातुको सतहलाई पुन: निष्क्रिय गर्न असफल हुनु यस काममा MIC को लागि योगदान कारक हुन सक्छ।
Dickinson et al।38 ले सुझाव दियो कि रासायनिक र इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाहरूको दरहरू नमूनाको सतहमा सेसाइल ब्याक्टेरियाको चयापचय गतिविधि र क्षरण उत्पादनहरूको प्रकृतिले प्रत्यक्ष रूपमा प्रभावित हुन सक्छ। चित्र 5 र तालिका 5 मा देखाइएको रूपमा, कोष संख्या र बायोफिल्म मोटाई 14 दिन पछि घट्यो। यो तर्कसंगत हुन सक्छ कि 14 दिन पछि कोशिकाहरू 74 दिनको सतहमा 74 को व्याख्या गर्न सकिन्छ। HDSS 2216E माध्यममा पोषक तत्वको कमी वा 2707 HDSS म्याट्रिक्सबाट विषाक्त धातु आयनहरूको रिलीजको कारणले मृत्यु भयो। यो ब्याच प्रयोगहरूको सीमितता हो।
यस कार्यमा, P. aeruginosa biofilm ले 2707 HDSS सतह (चित्र 6) मा बायोफिल्म मुनि Cr र Fe को स्थानीय ह्रासलाई बढावा दियो (चित्र 6)। तालिका 6 मा, नमूना C को तुलनामा नमूना D मा Fe र Cr को कमी, P. aeruginosa को कारणले गर्दा भंग भएको Fe र Cr प्रति 6 दिनको पहिलो बायोफिल्म 2 दिन प्रयोग गरिएको हो। समुद्री वातावरणको अनुकरण गर्नुहोस्। यसमा 17700 पीपीएम Cl- हुन्छ, जुन प्राकृतिक समुद्री पानीमा पाइनेसँग तुलना गर्न सकिन्छ। XPS द्वारा विश्लेषण गरिएको 7- र 14-दिनको अजैविक नमूनाहरूमा Cr घट्नुको मुख्य कारण 17700 ppm Cl- को उपस्थिति थियो। नमूनाको तुलनामा C को तुलनामा नमूनामा धेरै विघटन भएको थियो। अजैविक वातावरणमा 2707 HDSS को बलियो Cl− प्रतिरोध। चित्र 9 ले passivation चलचित्रमा Cr6+ को उपस्थिति देखाउँछ। चेन र क्लेटनले सुझाव दिए अनुसार P. aeruginosa biofilms द्वारा Cr लाई स्टीलको सतहबाट हटाउने कार्यमा संलग्न हुन सक्छ।
ब्याक्टेरियाको वृद्धिको कारण, खेती गर्नु अघि र पछि मध्यमको pH मान क्रमशः 7.4 र 8.2 थियो। त्यसैले, P. aeruginosa biofilm को तल, कार्बनिक एसिड क्षरण यस कार्यमा योगदान गर्ने कारक हुने सम्भावना छैन किनभने pH मा तुलनात्मक रूपमा उच्च pH को बल्क-बायोलोजिकल नियन्त्रणमा महत्त्वपूर्ण परिवर्तन भएन। 7.4 देखि अन्तिम 7.5) 14-दिनको परीक्षण अवधिमा। इन्क्युबेशन पछि इनोकुलेशन माध्यममा pH मा वृद्धि P. aeruginosa को मेटाबोलिक गतिविधिको कारण थियो र परीक्षण स्ट्रिपहरूको अनुपस्थितिमा pH मा समान प्रभाव भएको पाइयो।
चित्र 7 मा देखाइए अनुसार, P. aeruginosa biofilm को कारणले अधिकतम पिट गहिराई 0.69 μm थियो, जुन अजैविक माध्यम (0.02 μm) भन्दा धेरै ठूलो थियो। यो माथि वर्णन गरिएको इलेक्ट्रोकेमिकल डेटा संग संगत छ। 0.69 μm पिट गहिराई समान अवस्था अन्तर्गत रिपोर्ट गरिएको Der52 μm भन्दा 552 भन्दा सानो मान दस भन्दा बढी छ। .यी डेटाले 2205 DSS को तुलनामा 2707 HDSS ले राम्रो MIC प्रतिरोध प्रदर्शन गर्छ भनेर देखाउँछ। यो कुनै अचम्मको कुरा होइन, किनकि 2707 HDSS मा उच्च क्रोमियम सामग्री छ, जसले लामो समयसम्म चल्ने निष्क्रियता प्रदान गर्दछ, हानिकारक माध्यमिक अवक्षेपहरू बिना सन्तुलित चरण संरचनाको कारण, P. de aerlipassivate बिन्दु र स्टार्टअप गर्न गाह्रो बनाउँछ।
निष्कर्षमा, एमआईसी पिटिंग 2707 HDSS को सतहमा P. aeruginosa ब्रोथमा एबायोटिक मिडियामा नगण्य पिटिंगको तुलनामा फेला पर्‍यो। यो कार्यले देखाउँछ कि 2707 HDSS मा 2205 DSS भन्दा राम्रो MIC प्रतिरोध छ, तर P. aeruginosa मा उपयुक्त बायोफिल र एरुगिनोस चयनको अनुमानित अनुमानित कारणले MIC लाई पूर्ण रूपमा प्रतिरक्षा छैन। समुद्री वातावरणको लागि सेवा जीवन।
2707 HDSS को लागि कुपन चीनको शेनयाङको नर्थइस्टर्न युनिभर्सिटी (NEU) को स्कुल अफ मेटालर्जी द्वारा प्रदान गरिएको हो। 2707 HDSS को मौलिक संरचना तालिका 1 मा देखाइएको छ, जसलाई NEU सामग्री विश्लेषण र परीक्षण विभाग द्वारा विश्लेषण गरिएको थियो। सबै नमूनाहरू 110 ° C-110 °C corped-cooring घण्टामा समाधान गरिएको थियो। 2707 HDSS 1 cm2 को शीर्ष खुला सतह क्षेत्र को साथ 2000 ग्रिट मा सिलिकन कार्बाइड पेपर संग पालिश गरियो र 0.05 μm Al2O3 पाउडर सस्पेन्सन संग पालिश गरियो। छेउ र तल अक्रिय पेन्ट द्वारा सुरक्षित गरिएको छ। सुके पछि, नमूनाहरु लाई कुल्ला गरिएको थियो (% 5/5 sterol र desterol बाट steril)। 5 घन्टा। तिनीहरूलाई प्रयोग गर्नु अघि 0.5 घण्टाको लागि पराबैंगनी (UV) प्रकाशमा हावामा सुकाइयो।
मरीन स्यूडोमोनास एरुगिनोसा MCCC 1A00099 स्ट्रेन Xiamen मरीन कल्चर कलेक्शन सेन्टर (MCCC), चीनबाट खरिद गरिएको थियो। Pseudomonas aeruginosa 250 ml फ्लास्कमा 37°C मा एरोबिक रूपमा उब्जाइएको थियो र 500 ml इलेक्ट्रोकेमिकल ग्लासको प्रयोग गरेर ology Co., Ltd., Qingdao, China। मध्यम (g/L): 19.45 NaCl, 5.98 MgCl2, 3.24 Na2SO4, 1.8 CaCl2, 0.55 KCl, 0.16 Na2CO3, 0.08 KBr, 0.0230, S.0230, S.0340 , 0.004 NaSiO3, 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4 , 5.0 पेप्टोन, 1.0 यीस्ट एक्स्ट्र्याक्ट र 0.1 फेरिक साइट्रेट। अटोक्लेभलाई 121 डिग्री सेल्सियसमा २० मिनेटको लागि 20 मिनेटको लागि इनोकुलेशन र लाइटमा माइक्रोसाइलेमिटर अन्तर्गत माइक्रोसेसाइमिटर प्रयोग गरी कोशिकाहरू। एक्स म्याग्निफिकेशन। इनोक्यूलेसन पछि तुरुन्तै प्लान्क्टोनिक स्यूडोमोनास एरुगिनोसाको प्रारम्भिक सेल एकाग्रता लगभग 106 कोशिका/एमएल थियो।
इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षणहरू क्लासिक थ्री-इलेक्ट्रोड गिलास सेलमा 500 एमएलको मध्यम भोल्युममा प्रदर्शन गरिएको थियो। एक प्लेटिनम पाना र एक संतृप्त क्यालोमेल इलेक्ट्रोड (SCE) नुन पुलहरूले भरिएको लगगिन केशिकाहरू मार्फत रिएक्टरमा जडान गरिएको थियो, काउन्टर र सन्दर्भ इलेक्ट्रोडको रूपमा सेवा गर्दै, क्रमशः प्रत्येक को-रोबरमा काम गर्ने इलेक्ट्रोडको साथ काम गर्ने कोपर बनाइएको थियो। ecimen र epoxy ले ढाकिएको, काम गर्ने इलेक्ट्रोडको लागि लगभग 1 cm2 खुला एकल-पक्षीय सतह क्षेत्र छोडेर। इलेक्ट्रोकेमिकल मापनको क्रममा, नमूनाहरू 2216E माध्यममा राखिएको थियो र पानीको नुहाउने ठाउँमा स्थिर इन्क्युबेशन तापक्रम (37 °C) मा राखिएको थियो। OCP, LPR, EIS र सम्भावित पोडियोल्याबको प्रयोग गरी डेटा 0000000000000000000 सम्मको डेटा प्रयोग गरीएको थियो। , Gamry Instruments, Inc., USA)। LPR परीक्षणहरू Eocp सँग -5 र 5 mV को दायरामा 0.125 mV s-1 को स्क्यान दरमा रेकर्ड गरिएको थियो र 1 Hz.EIS को नमूना आवृत्ति दायरा 0.01 देखि 10,000mV मा लागू गरिएको H.000mV 5000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 सम्म EIS को आवृत्ति दायरामा साइन वेभको साथ गरिएको थियो। स्वीप गर्दा, स्थिर मुक्त जंग सम्भावित मान नपुगेसम्म इलेक्ट्रोडहरू खुला-सर्किट मोडमा थिए। ध्रुवीकरण कर्भहरू त्यसपछि -0.2 देखि 1.5 V बनाम Eocp 0.166 mV/s को स्क्यान दरमा चलाइयो। प्रत्येक परीक्षण P. aeruginosa सँग र बिना 3 पटक दोहोर्याइएको थियो।
मेटालोग्राफिक विश्लेषणका लागि नमूनाहरूलाई 2000 ग्रिट वेट SiC पेपरले मेकानिकली पालिश गरिएको थियो र त्यसपछि अप्टिकल अवलोकनको लागि 0.05 μm Al2O3 पाउडर सस्पेन्सनले पालिश गरिएको थियो। मेटालोग्राफिक विश्लेषण अप्टिकल माइक्रोस्कोप प्रयोग गरी गरिएको थियो। नमूनाहरू 10% potox 4t potoxide समाधानको साथ नक्काशी गरिएको थियो।
इन्क्युबेशन पछि, नमूनाहरूलाई फस्फेट-बफर गरिएको सलाइन (PBS) समाधान (pH 7.4 ± 0.2) संग 3 पटक धोइयो र त्यसपछि 2.5% (v/v) ग्लुटाराल्डिहाइडसँग 10 घण्टाको लागि बायोफिल्महरू ठीक गर्न निश्चित गरियो। पछि यसलाई निर्जलीकरण गरिएको थियो। , 95% र 100% v/v) हावा सुक्नु अघि इथेनोल। अन्तमा, SEM अवलोकनको लागि चालकता प्रदान गर्न नमूनाको सतहलाई सुनको फिलिमले स्पटर गरिएको छ। SEM छविहरू प्रत्येक नमूनाको सतहमा सबैभन्दा सेसाइल P. aeruginosa कोशिकाहरू भएका स्पटहरूमा केन्द्रित थिए। EDSCL को रासायनिक तत्वहरू फेला पार्नुहोस्। LSM 710, Zeiss, Germany) खाडलको गहिराइ मापन गर्न प्रयोग गरिएको थियो। बायोफिल्म अन्तर्गत क्षरण पिटहरू अवलोकन गर्न, परीक्षण टुक्रालाई पहिलो पटक चिनियाँ राष्ट्रिय मानक (CNS) GB/T4334.4-2000 अनुसार सफा गरिएको थियो।
एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS, ESCALAB250 सतह विश्लेषण प्रणाली, थर्मो VG, USA) विश्लेषण एक मोनोक्रोमेटिक एक्स-रे स्रोत (1500 eV ऊर्जा र 150 W पावरमा एल्युमिनियम Kα लाइन) प्रयोग गरी गरिएको थियो। V पास ऊर्जा र 0.2 eV चरण आकार।
इन्क्युबेटेड नमूनाहरू हटाइएको थियो र 15 s45 को लागि PBS (pH 7.4 ± 0.2) को साथ बिस्तारै कुल्ला गरियो। नमूनाहरूमा बायोफिल्महरूको ब्याक्टेरियल व्यवहार्यता अवलोकन गर्न, बायोफिल्महरूलाई LIVE/DEAD BacLight ब्याक्टेरियल भ्याबिलिटी किट, यूएस फ्लुएनेसेन्ट, यूएस फ्लुएडियोर, यूएस 2 को प्रयोग गरी दाग ​​लगाइयो। , हरियो फ्लोरोसेन्ट SYTO-9 डाई र रातो फ्लोरोसेन्ट प्रोपिडियम आयोडाइड (PI) डाई। CLSM अन्तर्गत, फ्लोरोसेन्ट हरियो र रातो भएका थोप्लाहरूले क्रमशः जीवित र मृत कोशिकाहरूलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। दाग लगाउनको लागि, 3 μl समावेश भएको 1 ml मिश्रण SYTO-9 02 cm र कोठाको तापमानमा μl2 02C को 3 μl SYTO-9 20 मिनेटको समाधान थियो। अँध्यारोमा।त्यसपछि, Nikon CLSM मेसिन (C2 Plus, Nikon, Japan) को प्रयोग गरेर दाग भएका नमूनाहरूलाई दुई तरंगदैर्ध्य (जीवित कोशिकाहरूको लागि 488 nm र मृत कक्षहरूको लागि 559 nm) मा अवलोकन गरियो। बायोफिल्म मोटाई 3-D स्क्यानिङ मोडमा मापन गरियो।
यो लेख कसरी उद्धृत गर्ने: Li, H. et al.Microbial corrosion of 2707 super duplex stainless steel by marine Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.६, २०१९;doi: 10.1038/srep20190 (2016)।
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. thiosulfate.coros.science.80, 205-212 (205-212) को उपस्थितिमा क्लोराइड समाधानमा LDX 2101 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टीलको तनाव जंग क्र्याकिंग।
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील welds.coros.science.53, 1939-1947 (2011) को पिटिङ्ग क्षरण प्रतिरोधमा ग्यासको संरक्षणमा समाधानको गर्मी उपचार र नाइट्रोजनको प्रभाव।
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 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टीलको इलेक्ट्रोकेमिकल व्यवहार chloride.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012) को उपस्थितिमा विभिन्न pH को क्षारीय समाधानहरूमा।
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI द इफेक्ट अफ मरीन बायोफिल्म्स अन corrosion: a concise review.Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008)।