Ďakujeme, že ste navštívili Nature.com. Verzia prehliadača, ktorú používate, má obmedzenú podporu pre CSS. Pre najlepší zážitok vám odporúčame použiť aktualizovaný prehliadač (alebo vypnúť režim kompatibility v Internet Exploreri). Aby sme zabezpečili nepretržitú podporu, budeme stránku zobrazovať bez štýlov a JavaScriptu.
Mikrobiálna korózia (MIC) je vážnym problémom v mnohých priemyselných odvetviach, pretože môže spôsobiť obrovské ekonomické straty. 2707 super duplexná nehrdzavejúca oceľ (2707 HDSS) sa používala v morskom prostredí vďaka svojej vynikajúcej chemickej odolnosti. Jej odolnosť voči MIC však nebola experimentálne preukázaná. V tejto štúdii analýza MIC 2707 HDSS spôsobená morskou aerobnou ineuginnou baktériou chemickou baktériou P preukázala prítomnosť morskej aerobinnej baktérie. Biofilm Pseudomonas aeruginosa v médiu 2216E, došlo k pozitívnej zmene korózneho potenciálu a zvýšeniu hustoty korózneho prúdu. Analýza röntgenovou fotoelektrónovou spektroskopiou (XPS) preukázala pokles obsahu Cr na povrchu vzorky pod biofilmom. Zobrazovacia analýza jamiek ukázala, že P. aerugin produkoval maximálnu hĺbku jamky P.0604 v priebehu 19 dní Hoci je to malé množstvo, naznačuje to, že 2707 HDSS nie je úplne imúnny voči MIC biofilmov P. aeruginosa.
Duplexné nerezové ocele (DSS) sú široko používané v rôznych priemyselných odvetviach pre ich ideálnu kombináciu vynikajúcich mechanických vlastností a odolnosti voči korózii1,2.Lokalizovaná bodová korózia sa však stále vyskytuje a ovplyvňuje celistvosť tejto ocele3,4.DSS nie je odolná voči mikrobiálnej korózii (MIC)5,6.Napriek širokému spektru aplikácií DSS sú stále prostredia, kde sa korózna odolnosť znamená, že nie sú potrebné drahšie materiály pre dlhodobú koróznu odolnosť77. že aj superduplexné nehrdzavejúce ocele (SDSS) majú určité obmedzenia z hľadiska odolnosti proti korózii.Preto sú v niektorých aplikáciách potrebné superduplexné nehrdzavejúce ocele (HDSS) s vyššou odolnosťou proti korózii.To viedlo k vývoju vysokolegovaných HDSS.
Odolnosť DSS proti korózii závisí od pomeru fáz alfa a gama a oblastí ochudobnených o Cr, Mo a W 8, 9, 10 susediacich s druhou fázou. HDSS obsahuje vysoký obsah Cr, Mo a N11, preto má vynikajúcu odolnosť proti korózii a vysokú hodnotu (45-50) Ekvivalentné číslo proti bodaniu (PREN) (PREN) (PREN) (PREN) (PREN) (Wt + 3 % hm. % hm. % hm. % hm. % Mo. 6 % hmotn. N12. Jeho vynikajúca odolnosť proti korózii sa opiera o vyvážené zloženie obsahujúce približne 50 % feritových (α) a 50 % austenitových (γ) fáz, HDSS má lepšie mechanické vlastnosti a vyššiu odolnosť ako konvenčné DSS13.Vlastnosti chloridovej korózie. Zlepšená odolnosť proti korózii rozširuje použitie HDSS v korozívnejších chloridových prostrediach, ako je morské prostredie.
MIC sú hlavným problémom v mnohých priemyselných odvetviach, ako sú ropné a plynárenské a vodárenské spoločnosti14.MIC zodpovedá za 20 % všetkých poškodení koróziou15.MIC je bioelektrochemická korózia, ktorú možno pozorovať v mnohých prostrediach. Biofilmy, ktoré sa tvoria na kovových povrchoch, menia elektrochemické podmienky, čím ovplyvňujú proces korózie. Všeobecne sa verí, že korózia MIC je spôsobená mikrokorózou17 mikroorganizmov, ktoré prežijú mikroorganizmy. Štúdie MIC ukázali, že EET (extracelulárny prenos elektrónov) je faktorom limitujúcim rýchlosť MIC indukovanej elektrogénnymi mikroorganizmami. Zhang et al.18 demonštrovali, že elektrónové mediátory urýchľujú prenos elektrónov medzi bunkami Desulfovibrio sessificans a nehrdzavejúcou oceľou 304, čo vedie k závažnejšiemu napadnutiu MIC. Enning et al.19 a Venzlaff a kol.20 ukázali, že korozívne biofilmy baktérií redukujúcich sírany (SRB) môžu priamo absorbovať elektróny z kovových substrátov, čo vedie k závažnej bodovej korózii.
Je známe, že DSS sú citlivé na MIC v prostrediach obsahujúcich SRB, baktérie redukujúce železo (IRB) atď. 21. Tieto baktérie spôsobujú lokalizované jamky na povrchoch DSS pod biofilmami22,23. Na rozdiel od DSS je MIC HDSS24 málo známy.
Pseudomonas aeruginosa je gramnegatívna pohyblivá tyčinkovitá baktéria, ktorá je široko rozšírená v prírode25. Pseudomonas aeruginosa je tiež hlavnou mikrobiálnou skupinou v morskom prostredí, ktorá spôsobuje MIC oceli. Pseudomonas sa úzko podieľa na koróznych procesoch a je uznávaný ako priekopník kolonizátorov pri tvorbe biofilmu.28 a Yuan a kol.29 preukázali, že Pseudomonas aeruginosa má tendenciu zvyšovať rýchlosť korózie mäkkej ocele a zliatin vo vodnom prostredí.
Hlavným cieľom tejto práce bolo preskúmať MIC vlastnosti 2707 HDSS spôsobené morskou aeróbnou baktériou Pseudomonas aeruginosa pomocou elektrochemických metód, povrchových analytických techník a analýzy produktov korózie. Boli vykonané elektrochemické štúdie vrátane potenciálu otvoreného okruhu (OCP), lineárneho polarizačného odporu (LPR), elektrochemickej impedančnej spektroskopie 2 a 7 HD07 dynamického chovania potenciálu. Bola vykonaná analýza SS.Energy disperzným spektrometrom (EDS), aby sa našli chemické prvky na skorodovanom povrchu. Okrem toho sa na určenie stability pasivácie oxidového filmu pod vplyvom morského prostredia obsahujúceho Pseudomonas aeruginosa použila analýza röntgenovou fotoelektrónovou spektroskopiou (XPS).
Tabuľka 1 uvádza chemické zloženie 2707 HDSS. Tabuľka 2 ukazuje, že 2707 HDSS má vynikajúce mechanické vlastnosti s medzou klzu 650 MPa. Obrázok 1 ukazuje optickú mikroštruktúru roztoku 2707 HDSS. Predĺžené pásy austenitových a feritových fáz bez sekundárnych fáz možno vidieť v mikroštruktúre obsahujúcej asi 50 % feritu.
Obrázok 2a ukazuje potenciál otvoreného okruhu (Eocp) v porovnaní s údajmi o čase expozície pre 2707 HDSS v abiotickom médiu 2216E a bujóne P. aeruginosa počas 14 dní pri 37 °C. Ukazuje, že najväčšia a významná zmena v Eocp nastáva v priebehu prvých 24 hodín. Hodnoty Eocp v oboch prípadoch dosiahli vrchol pri -45 s., potom prudko klesli o -145 SCEV. mV (vs. SCE) a -236 mV (vs. SCE) pre abiotickú vzorku a P, v danom poradí).Po 24 hodinách bola hodnota Eocp 2707 HDSS pre P. aeruginosa relatívne stabilná pri -228 mV (v porovnaní s SCE), zatiaľ čo zodpovedajúca hodnota pre nebiologické vzorky bola približne -442 mV (oproti SCE). Eocp. aeru bola v prítomnosti Poocp.
Elektrochemické testovanie 2707 vzoriek HDSS v abiotickom médiu a bujóne Pseudomonas aeruginosa pri 37 °C:
(a) Eocp ako funkcia času expozície, (b) polarizačné krivky na 14. deň, (c) Rp ako funkcia času expozície a (d) icorr ako funkcia času expozície.
Tabuľka 3 uvádza hodnoty parametrov elektrochemickej korózie 2707 vzoriek HDSS vystavených abiotickému médiu a médiu inokulovanému Pseudomonas aeruginosa počas 14 dní. Tangenty anodických a katódových kriviek boli extrapolované, aby sa dospelo k priesečníkom poskytujúcim hustotu korózneho prúdu (icorr), korózny potenciál (Ecorr) a štandardné metódy Tafel a sklony 1.β3β3β3β3β
Ako je znázornené na obrázku 2b, posun krivky P. aeruginosa smerom nahor viedol k zvýšeniu Ecorr v porovnaní s abiotickou krivkou. Hodnota icorr, ktorá je úmerná rýchlosti korózie, sa vo vzorke Pseudomonas aeruginosa zvýšila na 0,328 μA cm-2, čo je štvornásobok hodnoty nebiologickej vzorky (0,087 μA cm2 cm-087).
LPR je klasická nedeštruktívna elektrochemická metóda na rýchlu analýzu korózie. Použila sa aj na štúdium MIC32. Obrázok 2c ukazuje polarizačný odpor (Rp) ako funkciu času expozície. Vyššia hodnota Rp znamená menšiu koróziu. Počas prvých 24 hodín Rp 2707 HDSS dosiahlo maximálnu hodnotu 1955 kΩ agin9 kΩer9 kΩer2 abiotické vzorky vzorky. Obrázok 2c tiež ukazuje, že hodnota Rp sa po jednom dni rýchlo znížila a potom zostala relatívne nezmenená počas nasledujúcich 13 dní. Hodnota Rp vzorky Pseudomonas aeruginosa je približne 40 kΩ cm2, čo je oveľa nižšia hodnota ako hodnota 450 kΩ cm2 nebiologickej vzorky.
Hodnota icorr je úmerná rovnomernej rýchlosti korózie. Jej hodnotu možno vypočítať z nasledujúcej Stern-Gearyho rovnice,
Po Zou a kol.33, typická hodnota Tafelovho sklonu B v tejto práci bola predpokladaná ako 26 mV/dec. Obrázok 2d ukazuje, že icorr nebiologickej vzorky 2707 zostal relatívne stabilný, zatiaľ čo vzorka P. aeruginosa veľmi kolísala po prvých 24 hodinách. Hodnoty icorr u vzoriek P. aeruginosa boli v súlade s vyššími výsledkami kontroly odolnosti proti magnitúde. .
EIS je ďalšia nedeštruktívna technika používaná na charakterizáciu elektrochemických reakcií na skorodovaných rozhraniach. Impedančné spektrá a vypočítané kapacitné hodnoty vzoriek exponovaných abiotickým médiám a roztoku Pseudomonas aeruginosa, Rb odolnosť pasívneho filmu/biofilmu vytvoreného na povrchu vzorky, Rct prenosový odpor náboja, parametre Phtance Qse elektrická dvojvrstvová kapacita LPEC CPE ďalej analyzované prispôsobením údajov pomocou modelu ekvivalentného obvodu (EEC).
Obrázok 3 ukazuje typické Nyquistove grafy (a a b) a Bodeho grafy (a' a b') 2707 vzoriek HDSS v abiotickom médiu a bujóne P. aeruginosa pre rôzne inkubačné časy. Priemer Nyquistovho prstenca sa zmenšuje v prítomnosti Pseudomonas aeruginosa. Bodeov graf (obr. 3b' ukazuje zvýšenie celkovej relaxácie konštantnej imformácie) 4 znázorňuje fyzikálne štruktúry na báze monovrstvy (a) a dvojvrstvy (b) a ich zodpovedajúce EEC. CPE je zavedené do EEC modelu. Jeho admitancia a impedancia sú vyjadrené takto:
Dva fyzikálne modely a zodpovedajúce ekvivalentné obvody na prispôsobenie impedančného spektra vzorky 2707 HDSS:
kde Y0 je veľkosť CPE, j je imaginárne číslo alebo (-1)1/2, ω je uhlová frekvencia a n je výkonový index CPE menší ako jednotka35. Prevrátená hodnota odporu prenosu náboja (tj 1/Rct) zodpovedá rýchlosti korózie. Menšie Rct znamená rýchlejšiu rýchlosť korózie dosiahnutej vzorky o 14 dní po inkubácii. 32 kΩ cm2, oveľa menšie ako 489 kΩ cm2 nebiologických vzoriek (tabuľka 4).
Snímky CLSM a snímky SEM na obrázku 5 jasne ukazujú, že pokrytie biofilmom na povrchu vzorky 2707 HDSS po 7 dňoch je husté. Po 14 dňoch však bolo pokrytie biofilmom riedke a objavili sa nejaké mŕtve bunky. Tabuľka 5 ukazuje hrúbku biofilmu na 2707 vzorkách HDSS a 4 dni po zmene maximálnej hrúbky biofilmu na 23 biofilmu. .4 μm po 7 dňoch na 18,9 μm po 14 dňoch. Tento trend potvrdila aj priemerná hrúbka biofilmu. Po 7 dňoch klesla z 22,2 ± 0,7 μm na 17,8 ± 1,0 μm.
(a) 3-D CLSM obraz po 7 dňoch, (b) 3-D CLSM obraz po 14 dňoch, (c) SEM obraz po 7 dňoch a (d) SEM obraz po 14 dňoch.
EDS odhalila chemické prvky v biofilmoch a koróznych produktoch na vzorkách vystavených pôsobeniu P. aeruginosa počas 14 dní. Obrázok 6 ukazuje, že obsah C, N, O a P v biofilmoch a produktoch korózie je oveľa vyšší ako v holých kovoch, pretože tieto prvky sú spojené s biofilmami a ich metabolitmi. Mikróby potrebujú iba stopové množstvá produktov korózie na povrchu Cr a Fefilmu, čo naznačuje, že vysoké hladiny koróznych produktov chrómu a železa na povrchu Croma a železa. že kovová matrica stratila prvky v dôsledku korózie.
Po 14 dňoch bola v médiu 2216E pozorovaná jamka s P. aeruginosa a bez nej. Pred inkubáciou bol povrch vzorky hladký a bez defektov (obr. 7a). Po inkubácii a odstránení biofilmu a produktov korózie boli najhlbšie jamky na povrchu vzoriek skúmané pod c. Obrázok CL7, povrch jamiek a jamiek boli nájdené na kontrolnom povrchu c. (maximálna hĺbka jamy 0,02 μm). Maximálna hĺbka jamy spôsobená Pseudomonas aeruginosa bola 0,52 μm po 7 dňoch a 0,69 μm po 14 dňoch, na základe priemernej maximálnej hĺbky jamy 3 vzoriek (pre každú vzorku bolo vybratých 10 maximálnych hodnôt hĺbky jamy a T0.5 μ12 ± 0.5 μm ± 0 .0. 5).Tieto hodnoty hĺbky jamy sú malé, ale dôležité.
a) Pred expozíciou, b) 14 dní v abiotickom médiu a c) 14 dní v bujóne Pseudomonas aeruginosa.
Obrázok 8 ukazuje XPS spektrá rôznych povrchov vzoriek a chemické zloženie analyzované pre každý povrch je zhrnuté v tabuľke 6. V tabuľke 6 boli atómové percentá Fe a Cr v prítomnosti P. aeruginosa (vzorky A a B) oveľa nižšie ako u nebiologických kontrolných vzoriek (vzorky C a D). ​​574,4, 576,6, 578,3 a 586,8 eV, ktoré možno pripísať Cr, Cr2O3, CrO3 a Cr(OH)3, v tomto poradí (obr. 9a a b). Pre nebiologické vzorky obsahuje spektrum na úrovni jadra Cr 2p dva hlavné píky pre 8 0 e e. eV5 pre Cr a 5 V 7 pre Cr 5 7 BE) na obr. 9c a d, v tomto poradí. Najvýraznejším rozdielom medzi abiotickými vzorkami a vzorkami P. aeruginosa bola prítomnosť Cr6+ a vyššia relatívna frakcia Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) pod biofilmom.
Široké spektrá XPS povrchu vzorky 2707 HDSS v dvoch médiách sú 7 dní a 14 dní.
a) 7 dní expozície P. aeruginosa, b) 14 dní expozície P. aeruginosa, c) 7 dní v abiotickom médiu a d) 14 dní v abiotickom médiu.
HDSS vykazuje vysokú úroveň odolnosti voči korózii vo väčšine prostredí. Kim a kol.2 uvádza, že UNS S32707 HDSS bola definovaná ako vysoko legovaná DSS s PREN viac ako 45. Hodnota PREN vzorky 2707 HDSS v tejto práci bola 49. Je to kvôli vysokému obsahu chrómu a vysokým hladinám molybdénu a Ni, ktoré sú užitočné v kyslom prostredí a prostredí s vysokou odolnosťou voči chloridom. vynikajúca chemická odolnosť, experimentálne údaje v tejto práci naznačujú, že 2707 HDSS nie je úplne imúnny voči MIC biofilmov P. aeruginosa.
Elektrochemické výsledky ukázali, že rýchlosť korózie 2707 HDSS v bujóne P. aeruginosa sa výrazne zvýšila po 14 dňoch v porovnaní s nebiologickým médiom. Na obrázku 2a bolo pozorované zníženie Eocp v abiotickom médiu aj v bujóne P. aeruginosa počas prvých 24 hodín. Potom sa biofilm relatívne skompletizoval a pokryl povrch a bola stabilná úroveň biologického Eoc36. vyššia ako u nebiologického Eocp. Existuje dôvod domnievať sa, že tento rozdiel je spôsobený tvorbou biofilmu P. aeruginosa. Na obr. 2d v prítomnosti P. aeruginosa hodnota icorr 2707 HDSS dosiahla 0,627 μA cm-2, čo bola rádovo vyššia hodnota (nameraná hodnota Rct0.06 cm2 v súlade s abiotickou kontrolou Aμ-IS). Počas prvých dní sa hodnoty impedancie v bujóne P. aeruginosa zvýšili v dôsledku prichytenia buniek P. aeruginosa a tvorby biofilmov. Keď však biofilm úplne pokryje povrch vzorky, impedancia sa zníži. Ochranná vrstva je napadnutá ako prvá v dôsledku tvorby biofilmov a spôsobeného lokálneho uchytenia P, korózie a korózie biofilmu. trendy v abiotických médiách boli odlišné. Odolnosť proti korózii nebiologickej kontroly bola oveľa vyššia ako zodpovedajúca hodnota vzoriek vystavených bujónu P. aeruginosa. Okrem toho pre abiotické vzorky hodnota Rct 2707 HDSS dosiahla na 14. deň 489 kΩ cm2, čo bolo 15-násobok hodnoty Rct (32 kΩ) v prítomnosti HD2 cm2. odolnosť proti korózii v sterilnom prostredí, ale nie je odolný voči MIC napadnutiu biofilmami P. aeruginosa.
Tieto výsledky je možné pozorovať aj z polarizačných kriviek na obr. 2b. Anódové vetvenie bolo pripísané tvorbe biofilmu Pseudomonas aeruginosa a reakciám oxidácie kovov. Katodickou reakciou je súčasne redukcia kyslíka. Prítomnosť P. aeruginosa výrazne zvýšila hustotu korózneho prúdu, približne o rád vyššiu ako biofilm Pseudomonas aeruginosa, čo znamená, že lokálna abiotická korózia sa zvyšuje. Yuan et al29 zistili, že hustota korózneho prúdu zliatiny 70/30 Cu-Ni sa zvýšila pri vystavení biofilmu P. aeruginosa. Môže to byť spôsobené biokatalýzou redukcie kyslíka biofilmami Pseudomonas aeruginosa. Toto pozorovanie môže tiež vysvetliť MIC 2707 HDSS v tejto práci. Pri aeróbnom obmedzení môže dôjsť aj k zníženiu biofilmu. povrch kyslíkom môže byť faktorom prispievajúcim k MIC v tejto práci.
Dickinson a kol.38 navrhol, že rýchlosť chemických a elektrochemických reakcií môže byť priamo ovplyvnená metabolickou aktivitou prisadnutých baktérií na povrchu vzorky a povahou produktov korózie. Ako je znázornené na obrázku 5 a tabuľke 5, počet buniek aj hrúbka biofilmu sa po 14 dňoch znížili. To sa dá rozumne vysvetliť, že po 14 dňoch väčšina prisadnutých buniek na povrchu21607 buniek na povrchu orecha2607 odumrela. uvoľnenie toxických kovových iónov z matrice 2707 HDSS. Toto je obmedzenie dávkových experimentov.
V tejto práci biofilm P. aeruginosa podporoval lokálnu depléciu Cr a Fe pod biofilmom na povrchu 2707 HDSS (obr. 6). V tabuľke 6 je redukcia Fe a Cr vo vzorke D v porovnaní so vzorkou C, čo naznačuje, že rozpustené Fe a Cr spôsobené biofilmom P. aeruginosa pretrvávalo aj po prvých 27 07 prostrediach. ppm Cl-, ktorý je porovnateľný s tým, ktorý sa nachádza v prírodnej morskej vode. Prítomnosť 17 700 ppm Cl- bola hlavným dôvodom zníženia Cr v 7- a 14-dňových abiotických vzorkách analyzovaných pomocou XPS. V porovnaní so vzorkami P. aeruginosa bolo rozpúšťanie Cr v abiotických vzorkách oveľa menšie v dôsledku silnej 2 abiotickej rezistencie HD Cl6 na prítomnosť SS inbiotického prostredia Fig. pasivačný film. Môže sa podieľať na odstraňovaní Cr z oceľových povrchov pomocou biofilmov P. aeruginosa, ako navrhujú Chen a Clayton.
V dôsledku rastu baktérií boli hodnoty pH média pred kultiváciou 7,4 a po kultivácii 8,2. Preto je nepravdepodobné, že by korózia organických kyselín pod biofilmom P. aeruginosa prispela k tejto práci kvôli relatívne vysokému pH v objemovom médiu. Kultivačné médium po inkubácii bolo spôsobené metabolickou aktivitou P. aeruginosa a zistilo sa, že má rovnaký účinok na pH v neprítomnosti testovacích prúžkov.
Ako je znázornené na obrázku 7, maximálna hĺbka jamy spôsobená biofilmom P. aeruginosa bola 0,69 μm, čo bolo oveľa väčšie ako hĺbka abiotického média (0,02 μm). To je v súlade s elektrochemickými údajmi opísanými vyššie. Hĺbka jamy 0,69 μm je viac ako desaťkrát menšia ako 9,5 μm hodnota SS, ktorá vykazuje D2705 lepšiu pri rovnakých podmienkach M207. Odolnosť proti IC v porovnaní s 2205 DSS. To by nemalo byť žiadnym prekvapením, pretože 2707 HDSS má vyšší obsah chrómu, ktorý poskytuje dlhšie trvajúcu pasiváciu, vďaka vyváženej fázovej štruktúre bez škodlivých sekundárnych precipitátov, čo sťažuje depasiváciu P. aeruginosa a začiatok zatmenia.
Záverom možno konštatovať, že na povrchu 2707 HDSS v bujóne P. aeruginosa bola zistená bodkosť MIC v porovnaní so zanedbateľným bodkovaním v abiotických médiách. Táto práca ukazuje, že 2707 HDSS má lepšiu odolnosť voči MIC ako 2205 DSS, ale nie je úplne imúnna voči MIC kvôli biofilmu P. aeruginosa. Tieto zistenia pomáhajú pri výbere vhodnej životnosti nerezovej ocele.
Kupón pre 2707 HDSS poskytuje Škola metalurgie Severovýchodnej univerzity (NEU) v Shenyang, Čína. Elementárne zloženie 2707 HDSS je uvedené v tabuľke 1, ktorú analyzovalo oddelenie analýzy a testovania materiálov NEU. Všetky vzorky boli ošetrené roztokom pri 1180 °C po dobu 1 hodiny. 2000 zrnitosť papierom z karbidu kremíka a ďalej leštené 0,05 μm práškovou suspenziou Al2O3. Strany a spodok sú chránené inertným náterom. Po vysušení boli vzorky opláchnuté sterilnou deionizovanou vodou a sterilizované 75 % (v/v) etanolom počas 0,5 h. Potom boli vysušené ultrafialovým svetlom 5 hodín.
Morský kmeň Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 bol zakúpený od Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Čína. Pseudomonas aeruginosa sa pestoval aeróbne pri 37 °C v 250 ml bankách a 500 ml elektrochemických sklenených bunkách s použitím morského média 2216da, Co., Co. /L): 19,45 NaCl, 5,98 MgCl2, 3,24 Na2S04, 1,8 CaCl2, 0,55 KCl, 0,16 Na2C03, 0,08 KBr, 0,034 SrCl2, 0,08 SrBr2, 0,022 H301BO03NH304S01BO03NH03NH03 6 NH3, 0016 NaH2PO4, 5,0 peptónu, 1,0 kvasnicového extraktu a 0,1 citrátu železitého. Pred očkovaním 20 minút autoklávovať pri teplote 121 °C. Spočítajte sesílne a planktonické bunky pomocou hemocytometra pod svetelným mikroskopom pri 400-násobnom zväčšení buniek auserktonasom ihneď po inokulácii. 6 buniek/ml.
Elektrochemické testy boli vykonané v klasickej trojelektródovej sklenenej kyvete so stredným objemom 500 ml. Platinová doska a nasýtená kalomelová elektróda (SCE) boli pripojené k reaktoru cez Lugginove kapiláry naplnené soľnými mostíkmi, slúžiace ako protiľahlé a referenčné elektródy, v tomto poradí. Na výrobu pracovných elektród bol ku každej epoxidovej elektróde potiahnutý gumou potiahnutý medený drôt s odkrytým povrchom asi 1 cm 2 cm odkrytej elektródy. pri elektrochemických meraniach sa vzorky umiestnili do média 2216E a udržiavali sa pri konštantnej inkubačnej teplote (37 °C) vo vodnom kúpeli. Údaje OCP, LPR, EIS a potenciálnej dynamickej polarizácie sa merali pomocou potenciostatu Autolab (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA). vzorkovacia frekvencia 1 Hz.EIS bola vykonaná so sínusovou vlnou vo frekvenčnom rozsahu 0,01 až 10 000 Hz s použitím 5 mV aplikovaného napätia v ustálenom stave Eocp. Pred potenciálnym rozmetaním boli elektródy v režime otvoreného okruhu, kým sa nedosiahla stabilná hodnota voľného korózneho potenciálu. V/s. Každý test sa opakoval 3-krát s a bez P. aeruginosa.
Vzorky na metalografickú analýzu boli mechanicky vyleštené mokrým SiC papierom zrnitosti 2000 a potom ďalej vyleštené 0,05 μm práškovou suspenziou Al2O3 na optické pozorovanie. Metalografická analýza bola vykonaná pomocou optického mikroskopu. Vzorky boli leptané 10 % hmotn. roztokom hydroxidu draselného 43.
Po inkubácii sa vzorky trikrát premyli fyziologickým roztokom pufrovaným fosfátom (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) a potom sa fixovali 2,5 % (v/v) glutaraldehydom počas 10 hodín, aby sa zafixovali biofilmy. Pred sušením na vzduchu.Nakoniec sa povrch vzorky napráši zlatým filmom, aby sa zabezpečila vodivosť pre pozorovanie SEM.Snímky SEM boli zamerané na škvrny s najviac prisadnutými bunkami P. aeruginosa na povrchu každej vzorky.Vykonajte EDS analýzu, aby ste našli chemické prvky.Konfokálny laserový skenovací mikroskop Zeiss Nemecko (CLSM) sa použil na meranie hĺbky jamky Zeiss (LSM, objednávka 71) filmu, testovaný kus bol najprv vyčistený podľa čínskeho národného štandardu (CNS) GB/T4334.4-2000, aby sa odstránili korózne produkty a biofilm na povrchu testovaného kusu.
Analýza röntgenovou fotoelektrónovou spektroskopiou (XPS, ESCALAB250 povrchový analytický systém, Thermo VG, USA) bola vykonaná s použitím monochromatického röntgenového zdroja (hliníková línia Ka pri energii 1500 eV a výkone 150 W) v širokom rozsahu väzbovej energie 0 za štandardných podmienok –1350 eV. Boli zaznamenané spektrá s vysokým rozlíšením 0.2 50V spektrá.
Inkubované vzorky boli odstránené a jemne premyté PBS (pH 7,4 ± 0,2) po dobu 15 s45. Na pozorovanie bakteriálnej životaschopnosti biofilmov na vzorkách boli biofilmy zafarbené pomocou LIVE/DEAD BacLight Bakterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, zelená USA, OR, 9 fluorescenčná súprava a červená fluorescenčná sada SYTO-9). fluorescenčné farbivo propidium jodid (PI). V CLSM bodky s fluorescenčnou zelenou a červenou predstavujú živé a mŕtve bunky, v tomto poradí. Na farbenie sa 1 ml zmesi obsahujúcej 3 μl SYTO-9 a 3 μl roztoku PI inkubovalo 20 minút pri izbovej teplote (23 oC) v tme. Potom sa pozorovali dve vzorky pri 9 nm a mŕtve bunky 8 nm. pomocou prístroja Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japonsko). Hrúbka biofilmu bola meraná v režime 3-D skenovania.
Ako citovať tento článok: Li, H. et al. Mikrobiálna korózia 2707 super duplex nehrdzavejúcej ocele morským Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stresové korózne praskanie duplexnej nehrdzavejúcej ocele LDX 2101 v roztoku chloridu v prítomnosti tiosulfátu.coros.science.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Vplyv tepelného spracovania roztoku a dusíka v ochrannom plyne na odolnosť superduplexných zvarov nehrdzavejúcej ocele proti bodovej korózii.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Porovnávacia chemická štúdia mikrobiálnej a elektrochemicky indukovanej bodovej korózie v 316L Stainless Steel.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Elektrochemické správanie duplexnej nehrdzavejúcej ocele 2205 v alkalických roztokoch rôzneho pH v prítomnosti chloridu.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Vplyv morských biofilmov na koróziu: stručný prehľad. Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).