Хвала вам што сте посетили Nature.com. Верзија прегледача коју користите има ограничену подршку за CSS. За најбоље искуство, препоручујемо вам да користите ажурирани прегледач (или да искључите режим компатибилности у Internet Explorer-у). У међувремену, како бисмо осигурали континуирану подршку, приказиваћемо сајт без стилова и JavaScript-а.
Микробна корозија (МИК) је озбиљан проблем у многим индустријама јер може проузроковати огромне економске губитке. 2707 супер дуплекс нерђајући челик (2707 HDSS) се користи у морским срединама због своје одличне хемијске отпорности. Међутим, његова отпорност на МИК није експериментално доказана. У овој студији, испитивано је понашање МИК 2707 HDSS изазваног морском аеробном бактеријом Pseudomonas aeruginosa. Електрохемијска анализа је показала да је у присуству биофилма Pseudomonas aeruginosa у медијуму 2216E дошло до позитивне промене потенцијала корозије и повећања густине струје корозије. Анализа рендгенске фотоелектронске спектроскопије (XPS) показала је смањење садржаја Cr на површини узорка испод биофилма. Анализа снимања јамица показала је да је биофилм P. aeruginosa произвео максималну дубину јамица од 0,69 μм током 14 дана инкубације. Иако је ово мало, указује да 2707 HDSS није потпуно имун на МИК P. aeruginosa. биофилмови.
Дуплекс нерђајући челици (DSS) се широко користе у разним индустријама због своје идеалне комбинације одличних механичких својстава и отпорности на корозију1,2. Међутим, локализовано корозија се и даље јавља и утиче на интегритет овог челика3,4. DSS није отпоран на микробну корозију (MIC)5,6. Упркос широком спектру примене DSS-а, и даље постоје окружења где отпорност DSS-а на корозију није довољна за дуготрајну употребу. То значи да су потребни скупљи материјали са већом отпорношћу на корозију. Jeon и др.7 су открили да чак и супердуплекс нерђајући челици (SDSS) имају нека ограничења у погледу отпорности на корозију. Стога су у неким применама потребни супердуплекс нерђајући челици (HDSS) са већом отпорношћу на корозију. То је довело до развоја високо легираних HDSS-ова.
Отпорност на корозију DSS-а зависи од односа алфа и гама фаза и региона 8, 9, 10 осиромашених Cr, Mo и W поред друге фазе. HDSS садржи висок садржај Cr, Mo и N11, тако да има одличну отпорност на корозију и високу вредност (45-50) еквивалентног броја отпорности на тачкасто крхотине (PREN), одређеног као тежински% Cr + 3,3 (тежински% Mo + 0,5 тежински% W) + 16 тежинских% N12. Његова одлична отпорност на корозију ослања се на уравнотежен састав који садржи приближно 50% феритне (α) и 50% аустенитне (γ) фазе, HDSS има боља механичка својства и већу отпорност од конвенционалног DSS13. Својства корозије хлорида. Побољшана отпорност на корозију проширује употребу HDSS-а у корозивнијим хлоридним срединама, као што су морске средине.
МИК су главни проблем у многим индустријама као што су нафтна и гасна индустрија и водоснабдевање14. МИК чини 20% свих оштећења од корозије15. МИК је биоелектрохемијска корозија која се може посматрати у многим срединама. Биофилмови који се формирају на металним површинама мењају електрохемијске услове, чиме утичу на процес корозије. Широко је распрострањено веровање да је МИК корозија узрокована биофилмовима. Електрогени микроорганизми кородирају метале како би добили енергију за преживљавање17. Недавне МИК студије су показале да је ЕЕТ (екстрацелуларни пренос електрона) фактор који ограничава брзину МИК-а изазваног електрогеним микроорганизмима. Жанг и др.18 су показали да електронски медијатори убрзавају пренос електрона између ћелија Desulfovibrio sessificans и нерђајућег челика 304, што доводи до озбиљнијег МИК напада. Енинг и др.19 и Венцлаф и др.20 су показали да биофилмови корозивних сулфат-редукујућих бактерија (SRB) могу директно апсорбовати електроне са металних подлога, што резултира јаком тачкастом корозијом.
Познато је да је DSS осетљив на MIC у срединама које садрже SRB, бактерије које редукују гвожђе (IRB) итд. 21. Ове бактерије изазивају локализовано удубљивање на површинама DSS испод биофилмова 22,23. За разлику од DSS, MIC HDSS24 је слабо познат.
Pseudomonas aeruginosa је грам-негативна покретна бактерија у облику штапића која је широко распрострањена у природи25. Pseudomonas aeruginosa је такође главна микробна група у морском окружењу, узрокујући МИХ челика. Pseudomonas је уско укључен у процесе корозије и препознат је као пионирски колонизатор током формирања биофилма. Mahat et al.28 и Yuan et al.29 показали су да Pseudomonas aeruginosa има тенденцију да повећа брзину корозије меког челика и легура у воденим срединама.
Главни циљ овог рада био је испитивање својстава минималне инхибиције (МИК) 2707 HDSS изазваног морском аеробном бактеријом Pseudomonas aeruginosa коришћењем електрохемијских метода, техника површинске анализе и анализе продуката корозије. Електрохемијске студије, укључујући потенцијал отвореног кола (OCP), линеарну поларизациону отпорност (LPR), електрохемијску импедансну спектроскопију (EIS) и потенцијалну динамичку поларизацију, спроведене су како би се проучило понашање МИК 2707 HDSS. Анализа енергетски дисперзивним спектрометром (EDS) извршена је ради проналажења хемијских елемената на кородираној површини. Поред тога, анализа рендгенске фотоелектронске спектроскопије (XPS) коришћена је за одређивање стабилности пасивације оксидног филма под утицајем морског окружења које садржи Pseudomonas aeruginosa. Дубина јаме је мерена под конфокалним ласерским скенирајућим микроскопом (CLSM).
Табела 1 наводи хемијски састав 2707 HDSS. Табела 2 показује да 2707 HDSS има одлична механичка својства са границом течења од 650 MPa. Слика 1 приказује оптичку микроструктуру 2707 HDSS обрађеног растворном термичком обрадом. Издужене траке аустенитних и феритних фаза без секундарних фаза могу се видети у микроструктури која садржи око 50% аустенитних и 50% феритних фаза.
Слика 2а приказује потенцијал отвореног кола (Eocp) у односу на време излагања за 2707 HDSS у абиотском медијуму 2216E и бујону P. aeruginosa током 14 дана на 37 °C. Показује да се највећа и значајна промена Eocp јавља у првих 24 сата. Вредности Eocp су у оба случаја достигле врхунац од -145 mV (у односу на SCE) око 16 сати, а затим су нагло пале, достижући -477 mV (у односу на SCE) и -236 mV (у односу на SCE) за абиотски узорак и P, респективно). Купони за Pseudomonas aeruginosa, респективно. Након 24 сата, вредност Eocp од 2707 HDSS за P. aeruginosa била је релативно стабилна на -228 mV (у односу на SCE), док је одговарајућа вредност за небиолошке узорке била приближно -442 mV (у односу на SCE). Eocp у присуству P. aeruginosa био је прилично низак.
Електрохемијско испитивање 2707 HDSS узорака у абиотској подлози и бујону Pseudomonas aeruginosa на 37 °C:
(а) Eocp као функција времена експозиције, (б) поларизационе криве на 14. дан, (ц) Rp као функција времена експозиције и (д) icorr као функција времена експозиције.
Табела 3 наводи вредности параметара електрохемијске корозије за 2707 HDSS узорака изложених абиотској подлози и подлози инокулираној Pseudomonas aeruginosa током 14 дана. Тангенте анодних и катодних кривих су екстраполиране да би се добиле пресечне тачке које дају густину струје корозије (icorr), потенцијал корозије (Ecorr) и Тафелове нагибе (βα и βc) према стандардним методама30,31.
Као што је приказано на слици 2б, померање криве P. aeruginosa навише резултирало је повећањем Ecorr у поређењу са абиотском кривом. Вредност icorr, која је пропорционална брзини корозије, повећала се на 0,328 μA cm-2 у узорку Pseudomonas aeruginosa, четири пута више него у небиолошком узорку (0,087 μA cm-2).
ЛПР је класична недеструктивна електрохемијска метода за брзу анализу корозије. Такође је коришћена за проучавање MIC32. Слика 2ц приказује отпор поларизације (Rp) као функцију времена излагања. Виша вредност Rp значи мању корозију. У првих 24 сата, Rp 2707 HDSS је достигао максималну вредност од 1955 kΩ cm2 за абиотске узорке и 1429 kΩ cm2 за узорке Pseudomonas aeruginosa. Слика 2ц такође показује да је вредност Rp брзо опала након једног дана, а затим остала релативно непромењена током наредних 13 дана. Вредност Rp узорка Pseudomonas aeruginosa је око 40 kΩ cm2, што је много ниже од вредности од 450 kΩ cm2 небиолошког узорка.
Вредност icorr је пропорционална равномерној брзини корозије. Њена вредност се може израчунати помоћу следеће Стерн-Гиријеве једначине,
Пратећи Зоуа и др.33, типична вредност Тафеловог нагиба B у овом раду претпостављена је на 26 mV/dec. Слика 2д показује да је icorr небиолошког узорка 2707 остао релативно стабилан, док је узорак P. aeruginosa значајно флуктуирао након првих 24 сата. Вредности icorr узорака P. aeruginosa биле су за ред величине веће од небиолошких контрола. Овај тренд је у складу са резултатима отпора поларизације.
EIS је још једна недеструктивна техника која се користи за карактеризацију електрохемијских реакција на кородираним међуповршинама. Спектри импедансе и израчунате вредности капацитивности узорака изложених абиотским медијумима и раствору Pseudomonas aeruginosa, Rb отпор пасивног филма/биофилма формираног на површини узорка, Rct отпор преноса наелектрисања, Cdl електрични двослојни капацитет (EDL) и QCPE параметри константног фазног елемента (CPE). Ови параметри су даље анализирани уклапањем података коришћењем модела еквивалентног кола (EEC).
Слика 3 приказује типичне Никвистов дијаграме (а и б) и Бодеове дијаграме (а' и б') 2707 HDSS узорака у абиотској подлози и бујону P. aeruginosa за различита времена инкубације. Пречник Никвистовог прстена се смањује у присуству Pseudomonas aeruginosa. Бодеов дијаграм (Сл. 3б') показује повећање величине укупне импедансе. Информације о константи времена релаксације могу се пружити фазним максимумима. Слика 4 приказује физичке структуре засноване на монослоју (а) и двослоју (б) и њихове одговарајуће електронске електричне енергије (ЕЕЦ). CPE је уведен у ЕЕЦ модел. Његова адмитанса и импеданса су изражене на следећи начин:
Два физичка модела и одговарајућа еквивалентна кола за уклапање спектра импедансе узорка 2707 HDSS:
где је Y0 магнитуда CPE, j је имагинарни број или (-1)1/2, ω је угаона фреквенција, а n је индекс снаге CPE мањи од јединице35. Инверзна вредност отпора преноса наелектрисања (тј. 1/Rct) одговара брзини корозије. Мањи Rct значи бржу брзину корозије27. Након 14 дана инкубације, Rct узорака Pseudomonas aeruginosa достигао је 32 kΩ cm2, што је много мање од 489 kΩ cm2 небиолошких узорака (Табела 4).
CLSM слике и SEM слике на слици 5 јасно показују да је покривеност биофилмом на површини узорка 2707 HDSS након 7 дана густа. Међутим, након 14 дана, покривеност биофилмом је била ретка и појавиле су се неке мртве ћелије. Табела 5 приказује дебљину биофилма на узорцима 2707 HDSS након излагања P. aeruginosa током 7 и 14 дана. Максимална дебљина биофилма променила се са 23,4 μm након 7 дана на 18,9 μm након 14 дана. Просечна дебљина биофилма такође је потврдила овај тренд. Смањила се са 22,2 ± 0,7 μm након 7 дана на 17,8 ± 1,0 μm након 14 дана.
(а) 3-Д CLSM слика после 7 дана, (б) 3-Д CLSM слика после 14 дана, (ц) SEM слика после 7 дана и (д) SEM слика после 14 дана.
EDS је открио хемијске елементе у биофилмовима и производима корозије на узорцима изложеним P. aeruginosa током 14 дана. Слика 6 показује да је садржај C, N, O и P у биофилмовима и производима корозије много већи него у голим металима, јер су ови елементи повезани са биофилмовима и њиховим метаболитима. Микробима су потребне само трагови хрома и гвожђа. Високи нивои Cr и Fe у биофилму и производима корозије на површини узорака указују на то да је метална матрица изгубила елементе због корозије.
Након 14 дана, у медијуму 2216Е примећено је појављивање јамица са и без P. aeruginosa. Пре инкубације, површина узорка је била глатка и без дефеката (Сл. 7а). Након инкубације и уклањања биофилма и производа корозије, најдубље јамице на површини узорака су испитане под CLSM-ом, као што је приказано на Слици 7б и ц. На површини небиолошких контролних узорака нису пронађене очигледне јамице (максимална дубина јамице 0,02 μм). Максимална дубина јамице коју је изазвао Pseudomonas aeruginosa била је 0,52 μм након 7 дана и 0,69 μм након 14 дана, на основу просечне максималне дубине јамица 3 узорка (одабрано је 10 максималних вредности дубине јамица за сваки узорак) достигла је 0,42 ± 0,12 μм и 0,52 ± 0,15 μм, респективно (Табела 5). Ове вредности дубине јамица су мале, али важне.
(а) Пре излагања, (б) 14 дана у абиотској подлози и (ц) 14 дана у бујону Pseudomonas aeruginosa.
Слика 8 приказује XPS спектре различитих површина узорака, а хемијски састави анализирани за сваку површину сумирани су у Табели 6. У Табели 6, атомски проценти Fe и Cr у присуству P. aeruginosa (узорци А и Б) били су много нижи од оних у небиолошким контролним узорима (узорци Ц и Д). За узорак P. aeruginosa, спектрална крива на нивоу језгра Cr 2p је фитована на четири компоненте пика са вредностима енергије везивања (BE) од 574,4, 576,6, 578,3 и 586,8 eV, што се може приписати Cr, Cr2O3, CrO3 и Cr(OH)3, респективно (Сл. 9а и б). За небиолошке узорке, спектар на нивоу језгра Cr 2p садржи два главна пика за Cr (573,80 eV за BE) и Cr2O3 (575,90 eV за BE) на Сл. 9ц и д, респективно. Најупечатљивија разлика између У абиотским и узорцима P. aeruginosa утврђено је присуство Cr6+ и већа релативна фракција Cr(OH)3 (BE од 586,8 eV) испод биофилма.
Широки XPS спектри површине узорка 2707 HDSS у два медија су 7 дана и 14 дана, респективно.
(а) 7 дана излагања P. aeruginosa, (б) 14 дана излагања P. aeruginosa, (ц) 7 дана у абиотској подлози и (д) 14 дана у абиотској подлози.
HDSS показује висок ниво отпорности на корозију у већини окружења. Ким и др.2 су известили да је UNS S32707 HDSS дефинисан као високо легирани DSS са PREN-ом већим од 45. Вредност PREN-а узорка 2707 HDSS у овом раду била је 49. То је због високог садржаја хрома и високог нивоа молибдена и Ni, што је корисно у киселим и окружењима са високим садржајем хлорида. Поред тога, добро избалансиран састав и микроструктура без дефеката су корисни за структурну стабилност и отпорност на корозију. Међутим, упркос одличној хемијској отпорности, експериментални подаци у овом раду сугеришу да 2707 HDSS није потпуно имун на MIC биофилмова P. aeruginosa.
Електрохемијски резултати су показали да је брзина корозије 2707 HDSS у бујону P. aeruginosa значајно повећана након 14 дана у поређењу са небиолошким медијумом. На слици 2а, примећено је смањење Eocp и у абиотском медијуму и у бујону P. aeruginosa током првих 24 сата. Након тога, биофилм је завршио покривање површине узорка и Eocp је постао релативно стабилан36. Међутим, ниво биолошког Eocp је био много виши него код небиолошког Eocp. Постоји разлог за веровање да је ова разлика последица формирања биофилма P. aeruginosa. На слици 2д, у присуству P. aeruginosa, вредност icorr за 2707 HDSS достигла је 0,627 μA cm-2, што је било за ред величине више од абиотске контроле (0,063 μA cm-2), што је било у складу са вредношћу Rct мереном EIS-ом. Током првих неколико дана, вредности импедансе у P. Бујон P. aeruginosa се повећао због везивања ћелија P. aeruginosa и формирања биофилмова. Међутим, када биофилм потпуно прекрије површину узорка, импеданса се смањује. Заштитни слој је први нападнут због формирања биофилмова и метаболита биофилма. Стога се отпорност на корозију смањивала током времена, а везивање P. aeruginosa је изазвало локализовану корозију. Трендови у абиотским медијумима били су различити. Отпорност на корозију небиолошке контроле била је много већа од одговарајуће вредности узорака изложених бујону P. aeruginosa. Штавише, за абиотске узорке, Rct вредност 2707 HDSS достигла је 489 kΩ cm2 14. дана, што је 15 пута већа од Rct вредности (32 kΩ cm2) у присуству P. aeruginosa. Стога, 2707 HDSS има одличну отпорност на корозију у стерилном окружењу, али није отпоран на MIC напад биофилмова P. aeruginosa.
Ови резултати се такође могу видети из кривих поларизације на слици 2б. Анодно гранање је приписано формирању биофилма Pseudomonas aeruginosa и реакцијама оксидације метала. Истовремено, катодна реакција је редукција кисеоника. Присуство P. aeruginosa значајно је повећало густину струје корозије, приближно за ред величине више него у абиотској контроли. Ово указује да биофилм P. aeruginosa повећава локализовану корозију 2707 HDSS. Јуан и др.29 су открили да се густина струје корозије легуре 70/30 Cu-Ni повећава под утицајем биофилма P. aeruginosa. Ово може бити последица биокатализе редукције кисеоника биофилмовима Pseudomonas aeruginosa. Ово запажање такође може објаснити минималну интензитетску вредност (МИК) 2707 HDSS у овом раду. Аеробни биофилмови такође могу имати мање кисеоника испод себе. Стога, неуспех у репасивацији металне површине кисеоником може бити фактор који доприноси МИК у овом раду.
Дикинсон и др.38 сугерисали су да на брзине хемијских и електрохемијских реакција може директно утицати метаболичка активност сесилних бактерија на површини узорка и природа продуката корозије. Као што је приказано на слици 5 и у табели 5, и број ћелија и дебљина биофилма су се смањили након 14 дана. Ово се може разумно објаснити да је након 14 дана већина сесилних ћелија на површини 2707 HDSS угинула због исцрпљивања хранљивих материја у медијуму 2216E или ослобађања токсичних металних јона из матрице 2707 HDSS. Ово је ограничење серијских експеримената.
У овом раду, биофилм P. aeruginosa је промовисао локално смањење Cr и Fe испод биофилма на површини 2707 HDSS (Сл. 6). У Табели 6, смањење Fe и Cr у узорку D у поређењу са узорком C, указује да су растворени Fe и Cr изазвани биофилмом P. aeruginosa опстали дуже од првих 7 дана. Медијум 2216E се користи за симулацију морских окружења. Садржи 17700 ppm Cl-, што је упоредиво са оним пронађеним у природној морској води. Присуство 17700 ppm Cl- био је главни разлог за смањење Cr у абиотским узорцима од 7 и 14 дана анализираним XPS-ом. У поређењу са узорцима P. aeruginosa, растварање Cr у абиотским узорцима било је много мање због јаке отпорности 2707 HDSS на Cl- у абиотским окружењима. Слика 9 приказује присуство Cr6+ у пасивационом филму. Може бити укључен у уклањање Cr са челичних површина помоћу P. aeruginosa биофилмови, како су предложили Чен и Клејтон.
Због раста бактерија, pH вредности подлоге пре и после култивације биле су 7,4 и 8,2, респективно. Стога, испод биофилма P. aeruginosa, мало је вероватно да ће корозија органским киселинама бити фактор који доприноси овом раду због релативно високог pH у маси подлоге. pH вредност небиолошке контролне подлоге се није значајно променила (са почетних 7,4 на коначних 7,5) током 14-дневног периода тестирања. Повећање pH вредности у подлози за инокулацију након инкубације било је последица метаболичке активности P. aeruginosa и утврђено је да има исти ефекат на pH у одсуству тест трака.
Као што је приказано на слици 7, максимална дубина јаме коју је изазвао биофилм P. aeruginosa била је 0,69 μm, што је много веће од дубине абиотске средине (0,02 μm). Ово је у складу са електрохемијским подацима описаним горе. Дубина јаме од 0,69 μm је више од десет пута мања од вредности од 9,5 μm пријављене за 2205 DSS под истим условима. Ови подаци показују да 2707 HDSS показује бољу отпорност на MIC у поређењу са 2205 DSS. Ово не би требало да буде изненађење, јер 2707 HDSS има већи садржај хрома, што обезбеђује дуже трајну пасивацију, због уравнотежене фазне структуре без штетних секундарних талога, што отежава P. aeruginosa депасивацију и почетак помрачења тачака.
Закључно, на површини 2707 HDSS у бујону P. aeruginosa пронађена је тачкаста ерупција изазвана МИЦ у поређењу са занемарљивом тачкастом ерупцијом у абиотским медијумима. Овај рад показује да 2707 HDSS има бољу отпорност на МИЦ од 2205 DSS, али није потпуно имун на МИЦ због биофилма P. aeruginosa. Ови налази помажу у избору одговарајућих нерђајућих челика и процењеном веку трајања за морско окружење.
Купон за 2707 HDSS је обезбедио Металуршки факултет Североисточног универзитета (NEU) у Шенјангу, Кина. Елементарни састав 2707 HDSS је приказан у Табели 1, коју је анализирало Одељење за анализу и испитивање материјала NEU. Сви узорци су третирани раствором на 1180 °C током 1 сата. Пре испитивања на корозију, 2707 HDSS у облику новчића са горњом изложеном површином од 1 cm2 је полиран до гранулације од 2000 силицијум карбидним папиром и додатно полиран суспензијом праха Al2O3 гранулације од 0,05 μm. Бочне стране и дно су заштићени инертном бојом. Након сушења, узорци су испрани стерилном дејонизованом водом и стерилисани са 75% (v/v) етанолом током 0,5 сати. Затим су сушени на ваздуху под ултраљубичастим (UV) светлом током 0,5 сати пре употребе.
Морски сој Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 је купљен од Центра за сакупљање морских култура Xiamen (MCCC), Кина. Pseudomonas aeruginosa је узгајан аеробно на 37°C у бочицама од 250 ml и електрохемијским стакленим ћелијама од 500 ml користећи течни медијум Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Кина). Медијум (g/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, 0,022 H3BO3, 0,004 NaSiO3, 0,016 NH3, 0,016 NH3, 0,016 NaH2PO4, 5,0 пептон, 1,0 екстракт квасца и 0,1 гвожђе цитрат. Аутоклавирати на 121°C током 20 минута пре инокулације. Пребројати сесилне и планктонске ћелије помоћу хемоцитометра под светлосним микроскопом при увећању од 400 пута. Почетна концентрација ћелија планктонске Pseudomonas aeruginosa одмах након инокулације била је приближно 106 ћелија/мл.
Електрохемијска испитивања су спроведена у класичној троелектродној стакленој ћелији са запремином медијума од 500 мл. Платинасти лим и засићена каломел електрода (SCE) су повезане са реактором преко Лугинових капилара испуњених соним мостовима, служећи као контра и референтне електроде, респективно. Да би се направиле радне електроде, гумирана бакарна жица је причвршћена за сваки узорак и прекривена епоксидом, остављајући око 1 цм2 изложене једностране површине за радну електроду. Током електрохемијских мерења, узорци су стављени у медијум 2216E и одржавани на константној температури инкубације (37 °C) у воденом купатилу. Подаци о OCP, LPR, EIS и потенцијалној динамичкој поларизацији су мерени помоћу Autolab потенциостата (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., САД). LPR тестови су снимљени брзином скенирања од 0,125 mV s-1 у опсегу од -5 и 5 mV са Eocp и фреквенцијом узорковања од 1 Hz. EIS је изведен са синусним таласом у фреквентном опсегу од 0,01 до 10.000 Hz користећи примењени напон од 5 mV при стационарном стању Eocp. Пре мерења потенцијала, електроде су биле у режиму отвореног кола док се није постигла стабилна вредност потенцијала слободне корозије. Поларизационе криве су затим изведене од -0,2 до 1,5 V у односу на Eocp брзином скенирања од 0,166 mV/s. Сваки тест је поновљен 3 пута са и без P. aeruginosa.
Узорци за металографску анализу су механички полирани влажним SiC папиром гранулације 2000, а затим додатно полирани суспензијом Al2O3 праха гранулације 0,05 μm за оптичко посматрање. Металографска анализа је извршена помоћу оптичког микроскопа. Узорци су нагризани раствором калијум хидроксида 43 са 10 теж.%.
Након инкубације, узорци су испрани 3 пута фосфатно пуферованим физиолошким раствором (PBS) (pH 7,4 ± 0,2), а затим фиксирани са 2,5% (v/v) глутаралдехидом током 10 сати да би се фиксирали биофилмови. Након тога је дехидриран са градираним серијама (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% и 100% v/v) етанола пре сушења на ваздуху. Коначно, површина узорка је распршена златним филмом како би се обезбедила проводљивост за SEM посматрање. SEM слике су фокусиране на места са најсесилнијим ћелијама P. aeruginosa на површини сваког узорка. Извршена је EDS анализа да би се пронашли хемијски елементи. За мерење дубине јама коришћен је Zeiss конфокални ласерски скенирајући микроскоп (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Немачка). Да би се посматрале корозивне јаме испод биофилма, испитни узорак је прво очишћен према Кинеском националном стандарду (CNS). GB/T4334.4-2000 за уклањање производа корозије и биофилма са површине испитног узорка.
Анализа рендгенском фотоелектронском спектроскопијом (XPS, систем за анализу површина ESCALAB250, Thermo VG, САД) је извршена коришћењем монохроматског извора рендгенских зрака (алуминијумска Kα линија на енергији од 1500 eV и снази од 150 W) у широком опсегу енергије везивања од 0 под стандардним условима –1350 eV. Спектри високе резолуције су снимљени коришћењем енергије пролаза од 50 eV и величине корака од 0,2 eV.
Инкубирани узорци су уклоњени и нежно испрани PBS-ом (pH 7,4 ± 0,2) током 15 секунди и 45 минута. Да би се посматрала бактеријска виталност биофилмова на узорцима, биофилмови су обојени коришћењем LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit-а (Invitrogen, Јуџин, Орегон, САД). Комплет садржи две флуоресцентне боје, зелену флуоресцентну SYTO-9 боју и црвену флуоресцентну пропидијум јодидну (PI) боју. Под CLSM методом, тачке са флуоресцентно зеленом и црвеном бојом представљају живе и мртве ћелије, респективно. За бојење, смеша од 1 ml која садржи 3 μl SYTO-9 и 3 μl PI раствора инкубирана је 20 минута на собној температури (23 °C) у мраку. Након тога, обојени узорци су посматрани на две таласне дужине (488 nm за живе ћелије и 559 nm за мртве ћелије) коришћењем Nikon CLSM машине (C2 Plus, Никон, Јапан). Дебљина биофилма је мерена у 3D режиму скенирања.
Како цитирати овај чланак: Li, H. et al. Микробна корозија супер дуплекс нерђајућег челика 2707 изазвана морским Pseudomonas aeruginosa biofilmom. science. Rep. 6, 20190; doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Заното, Ф., Граси, В., Балбо, А., Монтичели, К. и Зуки, Ф. Пуцање услед корозије под напоном дуплекс нерђајућег челика LDX 2101 у раствору хлорида у присуству тиосулфата. coros.science.80, 205–212 (2014).
Ким, СТ, Јанг, СХ, Ли, ИС и Парк, ИС, Утицај термичке обраде раствором и азота у заштитном гасу на отпорност на тачкасту корозију заварених спојева супердуплекс нерђајућег челика. coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Ши, X., Авчи, Р., Гајзер, М. и Левандовски, З. Упоредна хемијска студија микробне и електрохемијски индуковане тачкасте корозије код нерђајућег челика 316L. coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Луо, Х., Донг, ЦФ, Ли, XG и Сјао, К. Електрохемијско понашање дуплекс нерђајућег челика 2205 у алкалним растворима различитог pH у присуству хлорида. Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Литл, Б. Џ., Ли, Џ. С. и Реј, Р. И. Утицај морских биофилмова на корозију: сажет преглед. Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).