Nature.com تي وڃڻ لاءِ توهان جي مهرباني. توهان جو برائوزر ورشن استعمال ڪري رهيا آهيو CSS لاءِ محدود سپورٽ آهي. بهترين تجربي لاءِ، اسان سفارش ڪريون ٿا ته توهان هڪ اپڊيٽ ٿيل برائوزر استعمال ڪريو (يا انٽرنيٽ ايڪسپلورر ۾ مطابقت واري موڊ کي بند ڪريو). ان دوران، مدد جاري رکڻ کي يقيني بڻائڻ لاءِ، اسان سائيٽ کي بغير اسٽائل ۽ JavaScript جي ڏيکارينداسين.
Microbial corrosion (MIC) ڪيترن ئي صنعتن ۾ هڪ سنگين مسئلو آهي، ڇاڪاڻ ته اهو وڏي معاشي نقصان جو سبب بڻجي سگهي ٿو. 2707 سپر ڊپلڪس اسٽينلیس سٹیل (2707 HDSS) سامونڊي ماحول ۾ استعمال ڪيو ويو آهي ان جي بهترين ڪيميائي مزاحمت جي ڪري. جڏهن ته، MIC جي خلاف ان جي مزاحمت تجرباتي طور تي ظاهر نه ڪئي وئي آهي. Pseudomonas aeruginosa جي تحقيق ڪئي وئي. اليڪٽرروڪيميڪل تجزيي ڏيکاري ٿي ته 2216E وچولي ۾ Pseudomonas aeruginosa biofilm جي موجودگي ۾، سنکنرن جي امڪاني ۾ مثبت تبديلي آئي ۽ corrosion جي موجوده کثافت ۾ اضافو ٿيو. X-ray photoelectron spectroscopy جي مٿاڇري تي ڏيکاريو ويو آهي. biofilm. گڏن جي تصويري تجزيي ڏيکاري ٿي ته P. aeruginosa biofilm 14 ڏينهن جي انڪيوبيشن دوران وڌ ۾ وڌ کڏ جي کوٽائي 0.69 μm پيدا ڪئي. جيتوڻيڪ اهو ننڍڙو آهي، اهو ظاهر ڪري ٿو ته 2707 HDSS مڪمل طور تي P. aeruginosa جي MIC لاءِ مدافعتي نه آهي.
Duplex stainless اسٽيل (DSS) وڏي پيماني تي مختلف صنعتن ۾ استعمال ڪيا ويا آهن انهن جي مثالي ميلاپ لاءِ بهترين مشيني ملڪيت ۽ سنکنرن جي مزاحمت 1,2. تنهن هوندي به، مقامي پائيٽنگ اڃا به ٿيندي آهي ۽ اهو هن اسٽيل جي سالميت کي متاثر ڪري ٿو 3,4.DSS مائڪروبيل سنکنرن جي خلاف مزاحمتي نه آهي. DSS جي سنکنرن جي مزاحمت ڊگھي مدت جي استعمال لاءِ ڪافي نه آھي. ان جو مطلب آھي وڌيڪ قيمتي مواد جي ضرورت آھي وڌيڪ سنکنرن جي مزاحمت سان. Jeon et al7 معلوم ٿئي ٿو ته سپر ڊپلڪس اسٽينلیس اسٽيل (SDSS) ۾ به سنکنرن جي مزاحمت جي لحاظ کان ڪي حدون آھن. تنھنڪري، سپر ڊوپليڪس اسٽينلیس اسٽيل جي ضرورت آھي. انتهائي مصري HDSS جي ترقي جي ڪري.
DSS جي سنکنرن جي مزاحمت جو دارومدار الفا ۽ گاما مرحلن جي تناسب تي آهي ۽ ٻئي مرحلي جي ڀرسان Cr, Mo ۽ W ختم ٿيل علائقن 8, 9, 10. HDSS ۾ Cr, Mo ۽ N11 جو اعليٰ مواد شامل آهي، تنهن ڪري ان ۾ بهترين سنکنرن جي مزاحمت ۽ اعليٰ قدر آهي (45-50٪ اين پي آر مقرر ڪيل)، پي اي آر آر جي مطابق + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12. ان جي شاندار سنکنرن جي مزاحمت هڪ متوازن ساخت تي منحصر آهي جنهن ۾ تقريبن 50٪ فيرائٽ (α) ۽ 50٪ austenite (γ) مرحلن شامل آهن، HDSS وٽ بهتر ميڪانياتي ملڪيت آهي ۽ اعلي D3SS کان وڌيڪ.ڪلورائڊ سنکنرن جا خاصيتون. بهتر سنکنرن مزاحمت HDSS جي استعمال کي وڌيڪ corrosive کلورائڊ ماحول ۾ وڌائي ٿو، جهڙوڪ سامونڊي ماحول.
MICs ڪيترن ئي صنعتن ۾ هڪ وڏو مسئلو آهي جهڙوڪ تيل ۽ گئس ۽ پاڻي جي افاديت14. MIC سڀني corrosion نقصان جو 20 سيڪڙو آهي15.MIC بايو اليڪٽررو ڪيميڪل سنکنرن آهي جيڪو ڪيترن ئي ماحول ۾ ڏسي سگهجي ٿو. بايوفلمز جيڪي ڌاتو جي سطحن تي ٺهندا آهن اهي اليڪٽرڪ ڪيميڪل حالتن کي تبديل ڪن ٿا، جنهن جي ڪري ايم آئي سي جي وڏي پيماني تي اثر انداز ٿئي ٿي. Electrogenic microorganisms metals corrode to staining energy to survive17. تازو MIC جي مطالعي مان معلوم ٿئي ٿو ته EET (extracellular electron transfer) MIC ۾ شرح کي محدود ڪرڻ وارو عنصر آهي جيڪو electrogenic microorganisms. Zhang et al.18 ظاهر ڪيو ته اليڪٽران ثالث Desulfovibrio sessificans سيلز ۽ 304 اسٽينلیس سٹیل جي وچ ۾ اليڪٽران جي منتقلي کي تيز ڪن ٿا، وڌيڪ شديد MIC حملي جي ڪري ٿي.19 ۽ Venzlaff et al.20 ڏيکاريو ويو آهي ته corrosive sulfate-گهٽائڻ واري بيڪٽيريا (SRB) biofilms سڌو سنئون ڌاتو جي ذيلي ذخيري مان اليڪٽران جذب ڪري سگھن ٿا، نتيجي ۾ سخت خرابي corrosion.
DSS کي ماحول ۾ MIC لاءِ حساس طور سڃاتو وڃي ٿو جنهن ۾ SRB، لوهه کي گهٽائڻ وارا بيڪٽيريا (IRB) وغيره آهن. 21. اهي بيڪٽيريا بايوفلمس 22,23 تحت DSS جي سطحن تي لوڪلائيز پٽنگ جو سبب بڻجن ٿا. DSS جي برعڪس، HDSS24 جو MIC خراب طور سڃاتو وڃي ٿو.
Pseudomonas aeruginosa هڪ گرام-منفي موٽائل راڊ جي شڪل وارو بيڪٽيريا آهي جيڪو فطرت ۾ وڏي پيماني تي ورهايل آهي25. Pseudomonas aeruginosa سامونڊي ماحول ۾ پڻ هڪ اهم مائڪروبيل گروپ آهي، جنهن جي ڪري MIC کان اسٽيل آهي. Pseudomonas corrosion processes ۾ ويجهڙائي سان ملوث آهي ۽ corosioner a pimoneter alMahatel جي طور تي سڃاتو وڃي ٿو.28 ۽ Yuan et al.29 ظاهر ڪيو ويو آهي ته Pseudomonas aeruginosa پاڻي واري ماحول ۾ نرم اسٽيل ۽ مصر جي سنکنرن جي شرح کي وڌائڻ جو رجحان آهي.
هن ڪم جو بنيادي مقصد 2707 HDSS جي MIC پراپرٽيز جي تحقيق ڪرڻ هو اليڪٽرڪ ڪيميڪل طريقن، مٿاڇري جي تجزياتي ٽيڪنالاجي ۽ corrosion Product analysis کي استعمال ڪندي سامونڊي ايروبڪ بيڪٽيريا Pseudomonas aeruginosa سبب پيدا ٿيل. )، ۽ ممڪن متحرڪ پولرائزيشن 2707 HDSS جي MIC رويي جو مطالعو ڪرڻ لاءِ ڪيو ويو. انرجي ڊسپرسيو اسپيڪٽروميٽر (EDS) تجزيو ڪيو ويو ته جيئن خراب ٿيل مٿاڇري تي ڪيميائي عنصرن کي ڳولڻ لاءِ. ان کان علاوه، X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) جو تجزيو استعمال ڪيو ويو ته جيئن ان تي اثر انداز ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو فلمن جي ماحول تي اثر انداز ٿيندڙ Passinooxa جي Passivone جي اثر هيٺ. کڏ جي کوٽائي هڪ ڪنفوڪل ليزر اسڪيننگ مائڪرو اسڪوپ (CLSM) تحت ماپي وئي.
جدول 1 2707 HDSS جي ڪيميائي ساخت جي فهرست ڏيکاري ٿو. ٽيبل 2 ڏيکاري ٿو ته 2707 HDSS ۾ 650 MPa جي پيداوار جي طاقت سان بهترين مشيني خاصيتون آهن. شڪل 1 ڏيکاري ٿو آپٽيڪل مائڪرو اسٽرڪچر جو حل گرمي علاج ٿيل 2707 HDSS. آسٽنائٽ جي ڊگھي بينڊن کي ڏسي سگھجي ٿو 5 فيز ۾ مائڪرو اسٽرڪچر کان سواءِ 5 فيز ۾ مائڪرو اسٽرڪچر 0 فيصد. ustenite ۽ 50٪ ferrite مرحلن.
شڪل 2a ڏيکاري ٿو اوپن سرڪٽ جي امڪاني (Eocp) بمقابله نمائش وقت ڊيٽا 2707 HDSS لاءِ ابيٽڪ 2216E وچولي ۾ ۽ P. aeruginosa برٿ 14 ڏينهن لاءِ 37 °C تي. اهو ڏيکاري ٿو ته Eocp ۾ سڀ کان وڏي ۽ اهم تبديلي پهرين 24 ڪلاڪن اندر ٿيندي آهي. 16 ايڇ ۽ پوءِ تيزيءَ سان گهٽجي ويو، پهچندي -477 mV (بمقابلي SCE) ۽ -236 mV (بمقابلي SCE) ابيٽڪ نموني لاءِ ۽ P، ترتيب سان).Pseudomonas aeruginosa coupons، ترتيب سان. 24 ڪلاڪن کان پوءِ، P. aeruginosa لاءِ 2707 HDSS جي Eocp قدر -228 mV (بمقابلي SCE) تي نسبتاً مستحڪم هئي، جڏهن ته غير حياتياتي نمونن لاءِ ملندڙ قدر تقريباً -442 mCE هو.
2707 ايڇ ڊي ايس ايس نمونن جي اليڪٽررو ڪيميڪل ٽيسٽنگ 37 ° C تي ابيٽڪ ميڊيم ۽ سيوڊوموناس ايروگينوسا برٿ ۾:
(a) Eocp نمائش جي وقت جي فنڪشن جي طور تي، (b) پولرائزيشن وکر ڏينهن 14 تي، (c) Rp نمائش واري وقت جي فنڪشن جي طور تي ۽ (d) نمائش واري وقت جي فنڪشن جي طور تي icr.
جدول 3 ۾ 2707 HDSS نمونن جي اليڪٽررو ڪيميڪل corrosion parameter Values ​​جي فهرست ڏيکاري ٿي جيڪا 14 ڏينهن تائين ابيٽڪ ميڊيم ۽ Pseudomonas aeruginosa inoculated ميڊيم جي سامهون هئي. anodic ۽ ڪيٿوڊڪ وکر جي tangents کي چونڪ تي پهچڻ لاءِ وڌايو ويو (Correntcorrionic yelding) ۽ sionicorrosion yelding) طفيل سلپ (βα ۽ βc) معياري طريقن جي مطابق 30,31.
جيئن ته شڪل 2b ۾ ڏيکاريل آهي، P. aeruginosa وکر جي مٿي واري شفٽ جي نتيجي ۾ Ecorr ۾ Abiotic وکر جي مقابلي ۾ اضافو ٿيو. Icorr جي قيمت، جيڪا corrosion rate جي متناسب آهي، وڌي وئي 0.328 μA cm-2 ۾ Pseudomonas aeruginosa جي نموني (4 μA-2 سي ايم-2-4 ڀيرا نموني جو.
ايل پي آر تيز سنکنرن جي تجزيي لاءِ هڪ شاندار غير تباهي واري اليڪٽرڪ ڪيميڪل طريقو آهي. اهو پڻ MIC32 جي مطالعي لاءِ استعمال ڪيو ويو. شڪل 2c پولرائيزيشن مزاحمت (Rp) کي نمائش جي وقت جي ڪم طور ڏيکاري ٿو. هڪ اعلي Rp قدر جو مطلب آهي گهٽ corrosion. پهرين 24 ڪلاڪن اندر، Rp جي وڌ ۾ وڌ قيمت kΩΩ 27505555555550000 تائين HDS. s ۽ 1429 kΩ cm2 Pseudomonas aeruginosa نموني لاءِ. Figure 2c پڻ ڏيکاري ٿو ته Rp جي قيمت هڪ ڏينهن کان پوءِ تيزي سان گهٽجي وئي ۽ پوءِ ايندڙ 13 ڏينهن تائين نسبتاً ڪا تبديلي نه رهي. Pseudomonas aeruginosa نموني جي Rp قدر اٽڪل 40 kΩ cm 40 kΩ cm - 42cm کان گھٽ آهي.
icorr جي قيمت يونيفارم corrosion rate جي متناسب آهي. ان جي قيمت هيٺ ڏنل Stern-Geary مساوات مان شمار ڪري سگهجي ٿي،
Zou et al جي پٺيان.33، هن ڪم ۾ ٽفيل سلپ B جي هڪ عام قيمت 26 mV/ڊسمبر فرض ڪئي وئي هئي. شڪل 2d ڏيکاري ٿو ته غير حياتياتي 2707 نموني جو icorr نسبتا مستحڪم رهيو، جڏهن ته P. aeruginosa نموني جي پهرين 24 ڪلاڪن کان پوءِ تمام گهڻو ڦيرو آيو. غير حياتياتي ڪنٽرول کان وڌيڪ. هي رجحان پولرائزيشن مزاحمت جي نتيجن سان مطابقت رکي ٿو.
EIS هڪ ٻي غير تباهي واري ٽيڪنڪ آهي جيڪا corroded interfaces تي اليڪٽرڪ ڪيميائي رد عمل کي نمايان ڪرڻ لاءِ استعمال ڪئي ويندي آهي. Impedance spectra ۽ calculated capacitance values ​​of specimens to exposed abiotic media and Pseudomonas aeruginosa solution, Rb resistance of passive film/biofilm جو ٺهيل آهي، Rb resistance of Passive Film/biofilm، اسپيڪٽ جي سطح تي ٺهيل ڊبل اليڪٽرڪ ليئر (Rb resistance) EDL ) ۽ QCPE ڪانسٽنٽ فيز ايليمينٽ (سي پي اي) پيرا ميٽرز. انهن پيرا ميٽرز کي هڪجهڙائي سرڪٽ (EEC) ماڊل استعمال ڪندي ڊيٽا کي درست ڪندي وڌيڪ تجزيو ڪيو ويو.
شڪل 3 ڏيکاري ٿو عام Nyquist پلاٽ (a ۽ b) ۽ Bode پلاٽ (a' and b') 2707 HDSS نموني جا ابيٽڪ وچولي ۾ ۽ P. aeruginosa broth مختلف انڪيوبيشن جي وقتن لاءِ. Nyquist رنگ جو قطر گھٽجي ٿو Pseudomonas a.bod. مجموعي رڪاوٽ جي شدت. آرام واري وقت جي مستقل بابت ڄاڻ فيز ميڪسيما ذريعي مهيا ڪري سگهجي ٿي. شڪل 4 ڏيکاري ٿو monolayer (a) ۽ bilayer (b) جي بنياد تي جسماني ساخت ۽ انهن سان لاڳاپيل EECs. CPE EEC ماڊل ۾ متعارف ڪرايو ويو آهي. ان جي داخلا ۽ رڪاوٽ هن ريت بيان ڪئي وئي آهي:
2707 HDSS نموني جي رڪاوٽ اسپيڪٽرم کي فٽ ڪرڻ لاءِ ٻه جسماني ماڊل ۽ لاڳاپيل برابر سرڪٽ:
جتي Y0 سي پي اي جي شدت آهي، j تصوراتي نمبر آهي يا (-1)1/2، ω ڪوئلي فريڪوئنسي آهي، ۽ n سي پي اي پاور انڊيڪس آهي يونٽي 35 کان گهٽ. چارج جي منتقلي جي مزاحمت جو انورس (يعني 1/Rct) سنکنرن جي شرح سان ملندڙ جلندڙ آهي. تيز رفتار جي شرح جو مطلب آهي 2 جي تيز رفتار جي شرح 2، 4 ڏينهن جي تيز رفتار. Pseudomonas aeruginosa نمونن جو Rct 32 kΩ cm2 تي پهچي ويو، غير حياتياتي نموني جي 489 kΩ cm2 کان تمام ننڍو (ٽيبل 4).
تصوير 5 ۾ CLSM تصويرون ۽ SEM تصويرون واضح طور تي ظاهر ڪن ٿيون ته 7 ڏينهن کان پوءِ 2707 HDSS نموني جي مٿاڇري تي بايوفيلم ڪوريج ٿلهي آهي. جڏهن ته، 14 ڏينهن کان پوءِ، بايوفيلم ڪوريج گهٽ هئي ۽ ڪجهه مئل سيل ظاهر ٿيا. ٽيبل 5 ڏيکاري ٿو بايوفلم جي ٿلهي 2707 HDSS کان پوءِ 2707 HDSS کان پوءِ. وڌ ۾ وڌ بايوفلم ٿلهي 23.4 μm کان 7 ڏينهن کان پوءِ 18.9 μm تائين 14 ڏينهن کان پوءِ تبديل ٿي وئي. سراسري بايو فلم جي ٿولهه به هن رجحان جي تصديق ڪئي. اهو 22.2 ± 0.7 μm کان 7 ڏينهن کان پوءِ 14 ڏينهن کان پوءِ 17.8 ± 1.0 μm تائين گهٽجي ويو.
(a) 3-D CLSM تصوير 7 ڏينهن کان پوءِ، (b) 3-D CLSM تصوير 14 ڏينهن کان پوءِ، (c) SEM تصوير 7 ڏينهن کان پوءِ ۽ (d) SEM تصوير 14 ڏينهن کان پوءِ.
EDS 14 ڏينهن تائين P. aeruginosa جي نمائش لاءِ نمونن تي بايوفيلم ۽ سنکنرن جي شين ۾ ڪيميائي عنصرن کي ظاهر ڪيو. شڪل 6 ڏيکاري ٿو ته بايوفلم ۽ سنکنرن جي شين ۾ C، N، O ۽ P جو مواد ننگي دھاتن جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻو آهي، ڇاڪاڻ ته اهي عنصر بايو فلمن ۽ انهن جي ميٽابولائٽس سان لاڳاپيل آهن. مائڪروبيس ۽ ٽريفيم جي مقدار ۾ صرف سي ۽ ٽرافي جي مقدار جي ضرورت آهي. biofilm ۽ corrosion مصنوعات جي نموني جي مٿاڇري تي ظاهر آهي ته ڌاتو ميٽرڪس corrosion سبب عناصر وڃائي ڇڏيو آهي.
14 ڏينهن کان پوء، P. aeruginosa سان گڏ ۽ بغير 2216E وچولي ۾ ڏٺو ويو. انڪيوبيشن کان اڳ، نموني جي سطح هموار ۽ عيب کان خالي هئي (تصوير 7a). انڪيوبيشن ۽ بائيوفلم ۽ corrosion مصنوعات جي انڪيوبيشن ۽ هٽائڻ کان پوء، سي سي ايل بي ايس ايم جي مٿاڇري تي تمام گهرا کڏا، سي سي ايل بي ايس ايم جي هيٺان ڏيکاريا ويا. غير حياتياتي ڪنٽرول نموني جي مٿاڇري تي ڪو به واضح کڙو نه مليو (وڌ کان وڌ کڏ جي کوٽائي 0.02 μm) Pseudomonas aeruginosa جي ڪري وڌ ۾ وڌ کڏ جي کوٽائي 7 ڏينهن بعد 0.52 μm ۽ 14 ڏينهن کان پوءِ 0.69 μm هئي، جنهن جي بنياد تي هر هڪ نموني جي وڌ ۾ وڌ کڏ جي کوٽائي جي حد تائين پهچي ويا. 0.42 ± 0.12 μm ۽ 0.52 ± 0.15 μm، ترتيب سان (ٽيبل 5). اهي کڏ جي کوٽائي جا قدر ننڍا آهن پر اهم آهن.
(a) نمائش کان اڳ، (b) 14 ڏينهن abiotic وچولي ۾ ۽ (c) 14 ڏينهن Pseudomonas aeruginosa broth ۾.
شڪل 8 مختلف نموني جي سطحن جي XPS اسپيڪٽرا کي ڏيکاري ٿو، ۽ هر مٿاڇري لاء تجزيو ڪيل ڪيميائي مرکبات جدول 6 ۾ اختصار ڪيو ويو آهي. ٽيبل 6 ۾، P. aeruginosa (نمونون A ۽ B) جي موجودگي ۾ Fe ۽ Cr جو ايٽمي فيصد غير حياتياتي ڪنٽرول نمونن جي ڀيٽ ۾ تمام گهٽ هئا ۽ سي. -سطح جي اسپيڪٽرل وکر کي 574.4، 576.6، 578.3 ۽ 586.8 eV جي بائنڊنگ انرجي (BE) قدرن سان چار چوٽي حصن تي لڳايو ويو، جن کي Cr، Cr2O3، CrO3 ۽ Cr(OH)3، ترتيب سان منسوب ڪري سگھجي ٿو، Cr (OH) 3، ترتيب وار ۽ غير-سي-سي-بي-سي-بي-سي-بي-اي-سي-بي-اي-سي-. ليول اسپيڪٽرم ۾ Cr لاءِ ٻه مکيه چوٽيون آهن (573.80 eV لاءِ BE) ۽ Cr2O3 (BE لاءِ 575.90 eV) تصوير 9c ۽ d ۾، ترتيب سان. ابيٽڪ ۽ P. ايروگينوسا نموني جي وچ ۾ سڀ کان وڌيڪ نمايان فرق Cr6+ جي موجودگي هو ۽ هڪ اعليٰ نسبتي Cr6+ جي موجودگي هئي. فلم.
ٻن ميڊيا ۾ 2707 HDSS نموني جي مٿاڇري جي وسيع XPS اسپيڪٽرا ترتيب سان 7 ڏينهن ۽ 14 ڏينهن آهن.
(a) P. aeruginosa جي نمائش جا 7 ڏينهن، (b) P. aeruginosa جي نمائش جا 14 ڏينهن، (c) 7 ڏينهن ابيٽڪ وچولي ۾ ۽ (d) 14 ڏينهن ابيٽڪ وچولي ۾.
HDSS اڪثر ماحول ۾ سنکنرن جي مزاحمت جي اعلي سطح کي ڏيکاري ٿو. Kim et al.2 ٻڌايو ويو آهي ته UNS S32707 HDSS کي 45 کان وڌيڪ جي PREN سان گڏ هڪ انتهائي الائيڊ ڊي ايس ايس جي طور تي بيان ڪيو ويو آهي. هن ڪم ۾ 2707 HDSS نموني جي PREN قدر 49 هئي. اهو ان جي اعلي ڪروميم مواد ۽ اعلي مولبيڊينم ۽ ني جي سطح جي ڪري آهي، جيڪي فائدي ۾ آهن ۽ ان کان علاوه ماحول ۾ تيزابيت، تيزابيت ۽ اضافي طور تي. مفت مائڪرو اسٽرڪچر ساخت جي استحڪام ۽ سنکنرن جي مزاحمت لاءِ ڪارآمد آهن. جڏهن ته، ان جي بهترين ڪيميائي مزاحمت جي باوجود، هن ڪم ۾ تجرباتي ڊيٽا اهو ٻڌائي ٿو ته 2707 HDSS مڪمل طور تي P. aeruginosa biofilms جي MIC کان محفوظ ناهي.
اليڪٽرروڪيميڪل نتيجن مان ظاهر ٿيو ته P. aeruginosa broth ۾ 2707 HDSS جي سنکنرن جي شرح 14 ڏينهن کان پوءِ غير حياتياتي وچولي جي مقابلي ۾ خاص طور تي وڌي وئي هئي. شڪل 2a ۾، Eocp ۾ گهٽتائي ڏسڻ ۾ آئي هئي ٻنهي ابيٽڪ ميڊيم ۽ P. aeruginosa broth ۾، مڪمل طور تي 4 ڪلاڪن دوران بايو فلٽرنگ جي سطح مڪمل ڪئي وئي آهي. ۽ Eocp نسبتاً مستحڪم ٿي وڃي ٿي 36. بهرحال، حياتياتي Eocp جي سطح غير حياتياتي Eocp جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻي هئي. اتي يقين ڪرڻ جو سبب اهو آهي ته اهو فرق P. aeruginosa biofilm جي ٺهڻ سبب آهي. تصوير 2d ۾، P. aeruginosa جي موجودگي ۾، icorr جي قيمت 270-270cm جي آرڊر 270-27cm تائين پهچي وئي. de abiotic ڪنٽرول (0.063 μA cm-2) کان وڌيڪ، جيڪو EIS پاران ماپيل Rct قدر سان مطابقت رکي ٿو. پهرين ڪجهه ڏينهن دوران، P. aeruginosa broth ۾ impedance Values ​​P. aeruginosa سيلز جي منسلڪ ٿيڻ ۽ biofilms جي ٺهڻ جي ڪري وڌي ويا. جڏهن ته، جڏهن ته، impedance جي سطح گھٽجي ويندي آهي، جڏهن ته impedance جي سطح کي تحفظ ڏئي ٿو. ed پھريون ڀيرو biofilms ۽ biofilm metabolites جي ٺهڻ جي ڪري. ان ڪري، وقت سان گڏ corrosion resistance گھٽجي وئي، ۽ P. aeruginosa جو انتساب مقامي corrosion جو سبب بڻيو. abiotic media ۾ رجحانات مختلف آھن. The corrosion resistance of non-biological control of the corresponse resistance for the corresponsom a exposed more than the correspons, the explored the corresponsa composition for the correspons, more than the correspons resistance. abiotic نموني، 2707 HDSS جي Rct قدر 14 ڏينهن تي 489 kΩ cm2 تي پهچي وئي، جيڪا P. aeruginosa جي موجودگي ۾ Rct قدر (32 kΩ cm2) کان 15 ڀيرا هئي. ان ڪري، 2707 HDSS هڪ جراثيم کان پاڪ ماحول ۾ بهترين سنکنرن جي مزاحمت رکي ٿو، پر هڪ بايوفيلسٽنٽ P.
انهن نتيجن کي تصوير 2b ۾ پولرائزيشن وکر مان پڻ ڏسي سگهجي ٿو. انوڊڪ برانچنگ کي Pseudomonas aeruginosa biofilm جي ٺهڻ ۽ دھات جي آڪسائيڊريشن جي رد عمل سان منسوب ڪيو ويو. ساڳئي وقت ڪيٿوڊڪ ردعمل آڪسيجن جي گھٽتائي آهي. P. aeruginosa جي موجودگي جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻو وڌايو ويو آهي ميگولوٽڪ آرڊر جي ڀيٽ ۾ اعلي سطحي ڪورروڊيو آرڊر. ڪنٽرول. اهو ظاهر ڪري ٿو ته P. aeruginosa biofilm 2707 HDSS جي مقامي corrosion وڌائي ٿو. Yuan et al29 اهو معلوم ٿيو ته 70/30 Cu-Ni مصر جي corrosion موجوده کثافت P. aeruginosa biofilm جي چيلنج هيٺ وڌي وئي آهي. اهو شايد ٿي سگهي ٿو بايو ڪيٽالائيزيشن جي ڪري ٿي سگهي ٿي. هن ڪم ۾ 2707 HDSS جو MIC. ايروبڪ بائيو فلمن ۾ شايد انهن جي هيٺان گهٽ آڪسيجن هجي. ان ڪري، آڪسيجن ذريعي ڌاتو جي مٿاڇري کي ٻيهر منتقل ڪرڻ ۾ ناڪامي هن ڪم ۾ MIC لاءِ مددگار عنصر ٿي سگهي ٿي.
Dickinson et al.38 تجويز ڪيو ته ڪيميائي ۽ اليڪٽرڪ ڪيميائي رد عمل جي شرح سڌي طرح نموني جي سطح تي سسائل بيڪٽيريا جي ميٽابولڪ سرگرمي ۽ corrosion مصنوعات جي فطرت کان متاثر ٿي سگهي ٿي. جيئن تصوير 5 ۽ جدول 5 ۾ ڏيکاريل آهي، ٻنهي جي سيل نمبر ۽ بايو فلم جي ٿلهي 14 ڏينهن کان پوءِ گهٽجي وئي آهي. HDSS 2216E وچولي ۾ غذائيت جي گھٽتائي جي ڪري مري ويو يا 2707 HDSS ميٽرڪس مان زهر واري ڌاتو آئنز جي ڇڏڻ جي ڪري. هي بيچ تجربن جي هڪ حد آهي.
هن ڪم ۾، P. aeruginosa biofilm 2707 HDSS مٿاڇري تي بايو فلم جي هيٺان Cr ۽ Fe جي مقامي گھٽتائي کي وڌايو (تصوير 6). ٽيبل 6 ۾، نموني سي جي مقابلي ۾ Fe ۽ Cr جي نموني ڊي ۾ گهٽتائي، ظاهر ڪري ٿو ته ڦهليل Fe ۽ Cr سبب P. aeruginosa بايوفلم استعمال ڪيو ويو آهي پهريون ڀيرو استعمال ڪيو ويو 2.1.2 ڏينهن. ان ۾ 17700 ppm Cl- شامل آهي، جيڪو قدرتي سمنڊ جي پاڻيءَ ۾ مليل مقابلي سان آهي. 17700 ppm Cl- جي موجودگي 7- ۽ 14-ڏينهن جي ابيٽڪ نمونن ۾ Cr ۾ گهٽتائي جو بنيادي سبب آهي XPS پاران تجزيو ڪيو ويو. ان جي مقابلي ۾ Cr جي گھٽتائي واري نموني جي مقابلي ۾ P a جي نموني جي گھٽتائي هئي. Abiotic ماحول ۾ 2707 HDSS جي مضبوط Cl− مزاحمت. شڪل 9 P. aeruginosa biofilms جي ذريعي اسٽيل جي سطحن مان Cr کي هٽائڻ ۾ ملوث ٿي سگھي ٿي، جيئن چن ۽ ڪليٽن پاران تجويز ڪيل آهي.
بيڪٽيريا جي واڌ جي ڪري، پوکيءَ کان اڳ ۽ پوکجڻ کان پوءِ وچولي جي pH قدر 7.4 ۽ 8.2 هئي، ان ڪري، P. aeruginosa biofilm جي هيٺان، نامياتي تيزابي corrosion ممڪن ناهي ته هن ڪم ۾ هڪ مددگار عنصر هجڻ جي ڪري، ڇاڪاڻ ته pH جي نسبتا اعلي pH جي ڪري (بلڪ-ميڊ جي ابتدائي ڪنٽرول ۾ وڏي تبديلي نه هئي. 7.4 کان حتمي 7.5) 14-ڏينهن جي امتحان واري عرصي دوران. انڪيوبيشن کان پوءِ انوکوليشن وچولي ۾ pH ۾ اضافو P. aeruginosa جي ميٽابولڪ سرگرمي جي ڪري هو ۽ اهو معلوم ڪيو ويو ته پي ايڇ تي ساڳيو اثر ٽيسٽ اسٽريس جي غير موجودگي ۾.
جيئن ته شڪل 7 ۾ ڏيکاريل آهي، P. aeruginosa biofilm جي ڪري وڌ ۾ وڌ کڏ جي کوٽائي 0.69 μm هئي، جيڪا تمام گهڻي هئي ابيٽڪ ميڊيم (0.02 μm) کان. هي مٿي بيان ڪيل اليڪٽررو ڪيميڪل ڊيٽا سان مطابقت رکي ٿو. 0.69 μm کڏ جي کوٽائي آهي. 0.69 μm کڏ جي کوٽائي 10.59 μm کان وڌيڪ آهي. اهي ڊيٽا ظاهر ڪن ٿا ته 2707 HDSS 2205 DSS جي مقابلي ۾ بهتر MIC مزاحمت ڏيکاري ٿو. اهو ڪو به تعجب نه ٿيڻ گهرجي، ڇاڪاڻ ته 2707 HDSS ۾ هڪ اعلي ڪروميم مواد آهي، جيڪو ڊگهي عرصي تائين پاسوائيشن فراهم ڪري ٿو، متوازن مرحلي جي جوڙجڪ جي ڪري، نقصانڪار ثانوي اڳڪٿين کان سواء، ان کي P. de aerlipassivate شروع ڪرڻ ڏکيو بڻائي ٿو.
نتيجي ۾، P. aeruginosa broth ۾ 2707 HDSS جي مٿاڇري تي MIC pitting ملي وئي، abiotic media ۾ negligible pitting جي مقابلي ۾. هي ڪم ڏيکاري ٿو ته 2707 HDSS وٽ 2205 DSS جي مقابلي ۾ بهتر MIC مزاحمت آهي، پر P. aeruginosa broth جي مناسب اندازن جي چونڊ ۾ P. aeruginosa جي بي ترتيب اندازي جي ڪري MIC کي مڪمل طور تي مدافعتي نه آهي. سامونڊي ماحول لاء خدمت زندگي.
2707 HDSS لاءِ ڪوپن اسڪول آف ميٽالورجي آف نارٿ ايسٽرن يونيورسٽي (NEU) پاران شينيانگ، چين ۾ فراهم ڪيو ويو آهي. 2707 HDSS جي بنيادي جوڙجڪ جدول 1 ۾ ڏيکاريل آهي، جيڪا NEU مواد جي تجزيي ۽ ٽيسٽنگ ڊپارٽمينٽ پاران تجزيي ڪئي وئي هئي. سڀني نمونن کي 110 کان 118 سينٽي ميٽر تائين 118 سينٽي ميٽر تائين ڪلو ميٽر تائين حل ڪيو ويو. 2707 HDSS 1 سينٽي 2 جي مٿاهين سطح واري ايراضي سان 2000 گرٽ تي سلکان ڪاربائيڊ پيپر سان پالش ڪيو ويو ۽ وڌيڪ 0.05 μm Al2O3 پائوڊر معطلي سان پالش ڪيو ويو. پاسا ۽ هيٺيون انارٽ پينٽ سان محفوظ آهن. سڪي وڃڻ کان پوءِ، نمونن کي صاف ڪيو ويو. 5 h. اهي پوءِ استعمال ڪرڻ کان پهريان 0.5 ڪلاڪ لاءِ الٽرا وائلٽ (UV) جي روشني هيٺ هوا ۾ خشڪ ڪيا ويا.
Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 strain Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC)، China کان خريد ڪيو ويو. Pseudomonas aeruginosa 37 ° C تي 250 ml فلاسڪس ۽ 500 ml اليڪٽررو ڪيميڪل شيشي جي استعمال سان وڌيو ويو ology Co., Ltd., Qingdao, China).ميڊيم (g/L): 19.45 NaCl, 5.98 MgCl2, 3.24 Na2SO4, 1.8 CaCl2, 0.55 KCl, 0.16 Na2CO3, 0.08 KBr, 0.03, S.02, S.030, 0.08 KBr. , 0.004 NaSiO3, 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5.0 peptone, 1.0 yeast extract and 0.1 ferric citrate. Autoclave 121 ° C تي 20 منٽ اڳ 20 منٽن لاءِ انوڪيوليشن ۽ 0.0016 0016 0016 0016 0016 0016 0016 0016.0.0.0.0.0 ferric citrate. ايڪس ميگنيفڪيشن. پلانڪٽونڪ سيوڊوموناس ايروگينوسا جي ابتدائي سيل ڪنسنٽريشن فوري طور تي انووليشن کان پوءِ لڳ ڀڳ 106 سيلز / ايم ايل هئي.
اليڪٽررو ڪيميڪل ٽيسٽ هڪ کلاسک ٽي اليڪٽروڊ شيشي جي سيل ۾ ڪئي وئي جنهن جو وچولي حجم 500 مليل هو. هڪ پلاٽينم شيٽ ۽ هڪ سير ٿيل ڪيلومل اليڪٽرروڊ (SCE) کي ري ايڪٽر سان ڳنڍيو ويو لوگين ڪيپليئرز ذريعي لوڻ پلن سان ڀريل، ڪاؤنٽر ۽ ريفرنس اليڪٽرروڊس جي طور تي ڪم ڪري رهيو هو، هر هڪ ڪم ڪندڙ اليڪٽرروڊس کي ترتيب سان هڪ اليڪٽرروڊس ٺاهيو ويو. ecimen ۽ epoxy سان ڍڪيل، ڪم ڪندڙ اليڪٽرروڊ لاءِ لڳ ڀڳ 1 cm2 اڪيلي طرف واري مٿاڇري واري ايراضي ڇڏي وڃي ٿي. اليڪٽررو ڪيميڪل ماپن جي دوران، نمونا 2216E وچولي ۾ رکيا ويا ۽ پاڻيءَ جي غسل ۾ مسلسل انڪيوبيشن گرمي پد (37 °C) تي رکيا ويا. OCP، LPR، EIS ۽ امڪاني طور تي آٽوميڪيولر ڊيٽا استعمال ڪري رهيا هئا. , Gamry Instruments, Inc., USA). ايل پي آر ٽيسٽ 0.125 mV s-1 جي اسڪين جي شرح تي رڪارڊ ڪيا ويا -5 ۽ 5 mV جي رينج تي Eocp ۽ 1 Hz.EIS جي نموني جي فريڪوئنسي رينج ۾ سائن ويج سان ڪئي وئي 0.01 کان 10,000mV 50000000000000000000000000000000000000000000000000000 تائين لاڳو ٿيل اسٽيج تي استعمال ڪندي. sweep، اليڪٽروڊز اوپن-سرڪٽ موڊ ۾ هئا جيستائين هڪ مستحڪم آزاد سنکنرن جي امڪاني قيمت تي پهچي ويو. پولرائزيشن وکر ان کان پوء -0.2 کان 1.5 V بمقابله Eocp تائين 0.166 mV/s جي اسڪين جي شرح تي هلائي وئي. هر ٽيسٽ کي 3 ڀيرا ورجايو ويو P. aeruginosa سان ۽ بغير.
ميٽيلوگرافڪ تجزيي لاءِ نمونن کي مشيني طور تي 2000 گرٽ ويٽ سي سي پيپر سان پالش ڪيو ويو ۽ ان کان پوءِ 0.05 μm Al2O3 پاؤڊر سسپنشن سان پولش ڪيو ويو بصري مشاهدي لاءِ. Metallographic Analysis هڪ آپٽيڪل مائڪرو اسڪوپ جي مدد سان ڪيو ويو. نمونن کي 10.00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000٪
انڪيوبيشن کان پوءِ، نمونن کي 3 ڀيرا فاسفيٽ بفر ٿيل لوڻ (PBS) محلول (pH 7.4 ± 0.2) سان ڌويو ويو ۽ پوءِ 2.5% (v/v) glutaraldehyde سان 10 ڪلاڪن لاءِ بايو فلمز کي ٺيڪ ڪيو ويو. ان کي بعد ۾ ڊيهائيڊريٽ ڪيو ويو، 0%0 %0، %6 gra، %0 %0 gra, %0% 6. ، 95٪ ۽ 100٪ v/v) ايٿانول جي هوا خشڪ ٿيڻ کان اڳ. آخر ۾، نموني جي مٿاڇري کي سون جي فلم سان ڦٽو ڪيو ويو آهي ته SEM مشاهدي لاء چالکائي مهيا ڪرڻ لاء. SEM تصويرون هر نموني جي مٿاڇري تي سڀ کان وڌيڪ sessile P. aeruginosa سيلز سان اسپاٽ تي مرکوز ڪيون ويون آهن. ZEDSCOLASCL کي ڪيميائي عناصر ڳولڻ لاء. LSM 710, Zeiss, Germany) استعمال ڪيو ويو کڏ جي کوٽائي کي ماپڻ لاءِ. بايوفلم جي هيٺان سنکنرن جي کڏن جو مشاهدو ڪرڻ لاءِ، ٽيسٽ پيس کي پهريون ڀيرو چائنيز نيشنل معيار (CNS) GB/T4334.4-2000 جي مطابق صاف ڪيو ويو ته جيئن corrosion مصنوعات ۽ biofilm کي هٽايو وڃي.
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 مٿاڇري جي تجزيي جو نظام, Thermo VG, USA) تجزيو ڪيو ويو هڪ monochromatic X-ray ذريعو (ايلومينيم Kα لائن تي 1500 eV انرجي ۽ 150 W پاور تي) هڪ وسيع پابند توانائي جي حد تي استعمال ڪيو ويو 0-H305 معيار جي حالتن هيٺ 0-H305 رڪارڊ ٿيل اسپيڪٽ. V پاس توانائي ۽ 0.2 eV قدم سائيز.
15 s45 لاءِ پي بي ايس (pH 7.4 ± 0.2) سان پکڙيل نمونن کي هٽايو ويو ۽ نرميءَ سان ڌويو ويو. نمونن تي بائيو فلمن جي بيڪٽيريا جي قابليت جو مشاهدو ڪرڻ لاءِ، بايو فلمز کي LIVE/DEAD BacLight BacLight BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogenes, Eugenees, Two) استعمال ڪندي داغ ڪيو ويو. , هڪ سائو فلوروسينٽ SYTO-9 رنگ ۽ هڪ ڳاڙهي فلورسنٽ پروپڊيم آئوڊائيڊ (PI) رنگ. CLSM تحت، فلورسنٽ سائي ۽ ڳاڙهي رنگن سان ڊاٽ، بالترتيب زنده ۽ مئل سيلن جي نمائندگي ڪن ٿا. داغ ڏيڻ لاءِ، هڪ 1 ml مرکب جنهن ۾ 3 μl SYTO-9 2 سينٽي ميٽر ڪيو ويو هو. اونداهي ۾. ان کان پوءِ، داغ جا نمونا ٻن موج جي ڊيگهه تي ڏٺا ويا (488 nm زنده سيلن لاءِ ۽ 559 nm مئل سيلز لاءِ) Nikon CLSM مشين (C2 Plus, Nikon, Japan) استعمال ڪندي. Biofilm ٿلهي کي 3-D اسڪيننگ موڊ ۾ ماپيو ويو.
هن آرٽيڪل کي ڪيئن بيان ڪيو وڃي: Li, H. et al.Microbial corrosion of 2707 super duplex stainless steel by marine Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.6، 20190؛doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. اسٽريس corrosion cracking of LDX 2101 duplex stainless steel in chloride solution in thiosulfate.coros.science.80, 205-212 (205-212).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Effect of solution of heat treatment and nitrogen in sheilding gas on pitting corrosion resistance of super duplex stainless steel welds.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 duplex stainless steel جي اليڪٽررو ڪيميڪل رويي ۾ مختلف pH جي alkaline حل ۾ chloride.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI The Effect of Marine biofilms on corrosion: a concise review.Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).