Hatur nuhun pikeun ngadatangan Nature.com.Versi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan CSS kawates.Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun yén anjeun nganggo browser anu diropéa (atanapi nganonaktipkeun Mode Kasaluyuan dina Internet Explorer).Samentawis waktos, pikeun mastikeun dukungan anu terus-terusan, kami bakal ngajantenkeun situs tanpa gaya sareng JavaScript.
Korosi mikroba (MIC) mangrupikeun masalah anu serius dina seueur industri, sabab tiasa nyababkeun karugian ékonomi anu ageung.Super duplex stainless steel 2707 (2707 HDSS) dipaké di lingkungan laut alatan résistansi kimiawi na alus teuing.Tapi, résistansina ka MIC teu acan dibuktikeun sacara ékspériméntal.Ulikan ieu nalungtik paripolah MIC 2707 HDSS disababkeun ku baktéri aérobik laut Pseudomonas aeruginosa.Analisis éléktrokimia nunjukkeun yén ku ayana biofilm Pseudomonas aeruginosa dina médium 2216E, parobahan positif dina poténsi korosi sareng paningkatan dénsitas arus korosi lumangsung.Analisis spéktroskopi fotoéléktron sinar-X (XPS) nunjukkeun panurunan dina eusi Cr dina beungeut sampel handapeun biofilm.Analisis visual liang némbongkeun yén biofilm P. aeruginosa ngahasilkeun jero liang maksimum 0,69 µm salila 14 poé inkubasi.Sanajan ieu leutik, éta nunjukkeun yén 2707 HDSS teu sagemblengna kabal kana MIC of P. aeruginosa biofilms.
Duplex stainless steels (DSS) loba dipaké dina sagala rupa industri alatan kombinasi sampurna sipat mékanis alus teuing jeung résistansi korosi1,2.Sanajan kitu, pitting localized masih lumangsung sarta mangaruhan integritas steel3,4 ieu.DSS henteu tahan ka korosi mikroba (MIC)5,6.Sanaos rupa-rupa aplikasi pikeun DSS, masih aya lingkungan dimana résistansi korosi DSS henteu cekap pikeun panggunaan jangka panjang.Ieu ngandung harti yén bahan anu langkung mahal sareng résistansi korosi anu langkung luhur diperyogikeun.Jeon et al7 kapanggih yén sanajan super duplex stainless steels (SDSS) boga sababaraha watesan dina watesan lalawanan korosi.Ku alatan éta, dina sababaraha kasus, super duplex stainless steels (HDSS) kalawan lalawanan korosi luhur diperlukeun.Ieu ngakibatkeun ngembangkeun HDSS kacida alloyed.
lalawanan korosi DSS gumantung kana rasio alfa jeung gamma fase sarta depleted di Cr, Mo jeung W wewengkon 8, 9, 10 padeukeut jeung fase kadua.HDSS ngandung eusi luhur Cr, Mo jeung N11, ku kituna mibanda résistansi korosi alus teuing jeung nilai luhur (45-50) tina angka lalawanan pitting sarimbag (PREN) ditangtukeun ku wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt. .%W) + 16% wt.N12.Résistansi korosi anu alus teuing gumantung kana komposisi saimbang anu ngandung kira-kira 50% fase feritik (α) sareng 50% austenit (γ).HDSS gaduh sipat mékanis anu langkung saé sareng résistansi anu langkung luhur pikeun korosi klorida.Ningkatkeun résistansi korosi ngalegaan panggunaan HDSS dina lingkungan klorida anu langkung agrésif sapertos lingkungan laut.
MIC mangrupikeun masalah utama dina seueur industri sapertos industri minyak sareng gas sareng cai14.MIC nyababkeun 20% tina sadaya karusakan korosi15.MIC mangrupikeun korosi bioéléktrokimia anu tiasa dititénan dina seueur lingkungan.Biofilm anu kabentuk dina permukaan logam ngarobah kaayaan éléktrokimia, sahingga mangaruhan prosés korosi.Hal ieu dipercaya yén korosi MIC disababkeun ku biofilms.Mikroorganisme éléktrogénik ngadahar logam pikeun meunangkeun énergi anu dibutuhkeun pikeun salamet17.Panaliti MIC panganyarna nunjukkeun yén EET (transfer éléktron ékstrasélular) nyaéta faktor pangwatesan laju dina MIC anu diinduksi ku mikroorganisme éléktrogénik.Zhang et al.18 nunjukkeun yén perantara éléktron ngagancangkeun mindahkeun éléktron antara sél Desulfovibrio sessificans jeung 304 stainless steel, hasilna serangan MIC leuwih parna.Anning et al.19 sarta Wenzlaff et al.20 nunjukkeun yén biofilm baktéri pangurangan sulfat korosif (SRB) tiasa langsung nyerep éléktron tina substrat logam, nyababkeun pitting parah.
DSS dipikanyaho rentan ka MIC dina média anu ngandung SRB, baktéri pangurangan beusi (IRB), jsb. 21 .Baktéri ieu ngabalukarkeun localized pitting dina beungeut DSS handapeun biofilms22,23.Beda sareng DSS, HDSS24 MIC henteu dipikanyaho.
Pseudomonas aeruginosa nyaéta baktéri Gram-négatip, motil, ngawangun batang anu disebarkeun sacara lega di alam25.Pseudomonas aeruginosa ogé mangrupa grup mikroba utama di lingkungan laut, ngabalukarkeun ngaronjat konsentrasi MIC.Pseudomonas aktip aub dina prosés korosi sarta dipikawanoh salaku penjajah panaratas salila formasi biofilm.Mahat et al.28 jeung Yuan et al.29 nunjukkeun yén Pseudomonas aeruginosa condong ningkatkeun laju korosi baja hampang sareng alloy dina lingkungan akuatik.
Tujuan utama karya ieu pikeun nalungtik sipat MIC 2707 HDSS disababkeun ku baktéri aérobik laut Pseudomonas aeruginosa ngagunakeun métode éléktrokimia, métode analisis permukaan jeung analisis produk korosi.Studi éléktrokimia, kalebet poténsi sirkuit kabuka (OCP), résistansi polarisasi linier (LPR), spéktroskopi impedansi éléktrokimia (EIS), sareng polarisasi dinamis poténsial, dilakukeun pikeun ngulik paripolah MIC 2707 HDSS.Analisis spéktrométri dispersive énergi (EDS) dilaksanakeun pikeun ngadeteksi unsur kimia dina permukaan anu corroded.Sajaba ti éta, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) dipaké pikeun nangtukeun stabilitas passivation film oksida dina pangaruh lingkungan laut nu ngandung Pseudomonas aeruginosa.Jero liang diukur dina mikroskop laser scanning confocal (CLSM).
Tabel 1 nunjukkeun komposisi kimia 2707 HDSS.Tabél 2 nunjukkeun yén 2707 HDSS gaduh sipat mékanis anu saé kalayan kakuatan ngahasilkeun 650 MPa.Dina Gbr.1 nembongkeun microstructure optik solusi panas diperlakukeun 2707 HDSS.Dina struktur mikro anu ngandung kira-kira 50% austenit sareng 50% fase ferrite, pita-pita anu manjang tina fase austenit sareng ferit tanpa fase sekundér katingali.
Dina Gbr.2a nembongkeun poténsi sirkuit kabuka (Eocp) versus waktos paparan pikeun 2707 HDSS dina 2216E sedeng abiotik jeung P. aeruginosa kaldu pikeun 14 poé dina 37 ° C.Ieu nunjukeun yen parobahan panggedéna jeung paling signifikan dina Eocp lumangsung dina 24 jam kahiji.Nilai Eocp dina dua kasus éta puncakna dina -145 mV (dibandingkeun sareng SCE) sakitar 16 jam teras turun nyirorot, ngahontal -477 mV (dibandingkeun sareng SCE) sareng -236 mV (dibandingkeun sareng SCE) pikeun sampel abiotik.sareng kupon P Pseudomonas aeruginosa masing-masing).Sanggeus 24 jam, nilai Eocp 2707 HDSS pikeun P. aeruginosa relatif stabil dina -228 mV (dibandingkeun jeung SCE), sedengkeun nilai pakait pikeun sampel non-biologis kira -442 mV (dibandingkeun jeung SCE).Eocp ku ayana P. aeruginosa éta rada low.
Ulikan éléktrokimia tina 2707 sampel HDSS dina médium abiotik sareng kaldu Pseudomonas aeruginosa dina 37 °C:
(a) Eocp salaku fungsi waktu paparan, (b) kurva polarisasi dina poé 14, (c) Rp salaku fungsi waktu paparan, jeung (d) icorr salaku fungsi waktu paparan.
Tabél 3 nunjukkeun parameter korosi éléktrokimia tina 2707 sampel HDSS anu kakeunaan média abiotik sareng Pseudomonas aeruginosa anu diinokulasi salami 14 dinten.Tangén tina kurva anoda jeung katoda diekstrapolasi pikeun meunangkeun intersections méré dénsitas arus korosi (icorr), poténsi korosi (Ecorr) jeung lamping Tafel (βα jeung βc) nurutkeun métode baku30,31.
Ditémbongkeun saperti dina Gbr.2b, pergeseran ka luhur dina kurva P. aeruginosa nyababkeun kanaékan Ecorr dibandingkeun jeung kurva abiotik.Nilai icorr, nu sabanding jeung laju korosi, ngaronjat jadi 0,328 µA cm-2 dina sampel Pseudomonas aeruginosa, nu opat kali leuwih gede dibandingkeun dina sampel non-biologis (0,087 μA cm-2).
LPR mangrupikeun metode éléktrokimia non-destructive klasik pikeun analisa korosi gancang.Éta ogé parantos dianggo pikeun diajar MIC32.Dina Gbr.2c nunjukkeun résistansi polarisasi (Rp) salaku fungsi tina waktos paparan.Nilai Rp nu leuwih luhur hartina kurang korosi.Dina 24 jam kahiji, Rp 2707 HDSS puncakna 1955 kΩ cm2 pikeun spésimén abiotik jeung 1429 kΩ cm2 pikeun spésimén Pseudomonas aeruginosa.Gambar 2c ogé nunjukkeun yén nilai Rp turun gancang saatos hiji dinten teras tetep rélatif teu robih salami 13 dinten salajengna.Nilai Rp sampel Pseudomonas aeruginosa kira-kira 40 kΩ cm2, nu leuwih handap tina nilai 450 kΩ cm2 sampel non-biologis.
Nilai icorr sabanding jeung laju korosi seragam.Nilaina tiasa diitung tina persamaan Stern-Giri di handap ieu:
Numutkeun Zoe et al.33, nilai has lamping Tafel B dina karya ieu dianggap 26 mV / Dec.Gambar 2d nunjukeun yen icorr sampel non-biologis 2707 tetep rélatif stabil, sedengkeun sampel P. aeruginosa fluctuated greatly sanggeus 24 jam kahiji.Nilai icorr tina sampel P. aeruginosa éta urutan gedena leuwih luhur batan kontrol non-biologis.Tren ieu konsisten sareng hasil résistansi polarisasi.
EIS nyaéta métode non-destructive sejen dipaké pikeun characterize réaksi éléktrokimia dina surfaces corroded.Spéktra impedansi sareng nilai kapasitansi diitung tina conto anu kakeunaan lingkungan abiotik sareng solusi Pseudomonas aeruginosa, résistansi pilem pasif / biofilm Rb kabentuk dina permukaan sampel, résistansi transfer muatan Rct, kapasitansi lapisan ganda listrik Cdl (EDL) sareng parameter unsur Fase QCPE konstan (CPE).Parameter ieu satuluyna dianalisis ku cara nyocogkeun data ngagunakeun modél équivalent circuit (EEC).
Dina Gbr.3 nembongkeun plot Nyquist has (a jeung b) jeung plot Bode (a 'jeung b') pikeun 2707 sampel HDSS dina média abiotik jeung P. aeruginosa kaldu pikeun kali inkubasi béda.Diaméter cincin Nyquist turun ku ayana Pseudomonas aeruginosa.Plot Bode (Gbr. 3b ') nembongkeun kanaékan total impedansi.Émbaran ngeunaan konstanta waktu rélaxasi tiasa didapet tina fase maxima.Dina Gbr.4 nembongkeun struktur fisik dumasar kana monolayer a (a) jeung bilayer a (b) jeung EECs pakait.CPE diwanohkeun kana modél EEC.Adonan sareng impedansina dinyatakeun kieu:
Dua modél fisik sareng sirkuit sarimbag anu cocog pikeun nyocogkeun spéktrum impedansi sampel 2707 HDSS:
dimana Y0 nyaéta nilai KPI, j nyaéta angka imajinér atawa (-1) 1/2, ω nyaéta frékuénsi sudut, n nyaéta indéks kakuatan KPI kirang ti hiji35.Inversion résistansi mindahkeun muatan (ie 1/Rct) pakait jeung laju korosi.Nu leuwih leutik Rct, nu leuwih luhur laju korosi27.Sanggeus 14 poé inkubasi, Rct sampel Pseudomonas aeruginosa ngahontal 32 kΩ cm2, nu leuwih saeutik ti 489 kΩ cm2 sampel non-biologis (Tabel 4).
Gambar CLSM sareng gambar SEM dina Gambar 5 jelas nunjukkeun yén palapis biofilm dina permukaan sampel HDSS 2707 saatos 7 dinten padet.Nanging, saatos 14 dinten, cakupan biofilm kirang sareng sababaraha sél paéh muncul.meja 5 nembongkeun ketebalan biofilm on 2707 sampel HDSS sanggeus paparan P. aeruginosa pikeun 7 jeung 14 poé.Ketebalan biofilm maksimum robih tina 23,4 µm saatos 7 dinten janten 18,9 µm saatos 14 dinten.Rata ketebalan biofilm ogé dikonfirmasi trend ieu.Éta turun tina 22,2 ± 0,7 μm saatos 7 dinten ka 17,8 ± 1,0 μm saatos 14 dinten.
(a) Gambar 3-D CLSM dina 7 dinten, (b) Gambar 3-D CLSM dina 14 dinten, (c) gambar SEM dina 7 dinten, sareng (d) gambar SEM dina 14 dinten.
EMF ngungkabkeun unsur kimia dina biofilm sareng produk korosi dina conto anu kakeunaan P. aeruginosa salami 14 dinten.Dina Gbr.Gambar 6 nunjukkeun yén eusi C, N, O, sareng P dina biofilm sareng produk korosi nyata langkung luhur tibatan logam murni, sabab unsur-unsur ieu aya hubunganana sareng biofilm sareng métabolitna.Mikroba ngan ukur peryogi sajumlah kromium sareng beusi.Tingkat Cr sareng Fe anu luhur dina biofilm sareng produk korosi dina permukaan conto nunjukkeun yén matriks logam kaleungitan unsur kusabab korosi.
Saatos 14 dinten, liang sareng sareng tanpa P. aeruginosa dititénan dina sedeng 2216E.Saméméh inkubasi, beungeut sampel lemes jeung tanpa cacad (Gbr. 7a).Saatos inkubasi sareng ngaleungitkeun produk biofilm sareng korosi, liang anu paling jero dina permukaan sampel ditaliti nganggo CLSM, sapertos anu dipidangkeun dina Gbr. 7b sareng c.Taya pitting atra kapanggih dina beungeut kontrol non-biologis (jero pitting maksimum 0,02 µm).Jero pit maksimum anu disababkeun ku P. aeruginosa nyaéta 0,52 µm dina 7 dinten sareng 0,69 µm dina 14 dinten, dumasar kana rata-rata jero pit maksimum tina 3 sampel (10 kedalaman pit maksimum dipilih pikeun tiap sampel).Pencapaian masing-masing 0,42 ± 0,12 µm sareng 0,52 ± 0,15 µm (Tabel 5).Nilai jero liang ieu leutik tapi penting.
(a) saméméh paparan, (b) 14 poé dina lingkungan abiotik, jeung (c) 14 poé dina kaldu Pseudomonas aeruginosa.
Dina Gbr.meja 8 nembongkeun spéktra XPS rupa surfaces sampel, sarta komposisi kimiawi dianalisis pikeun tiap permukaan diringkeskeun dina Table 6. Dina Table 6, persentase atom Fe jeung Cr ku ayana P. aeruginosa (sampel A jeung B) éta leuwih handap kontrol non-biologis.(sampel C jeung D).Pikeun sampel P. aeruginosa, kurva spéktral dina tingkat inti Cr 2p dipasangan ka opat komponén puncak kalawan énergi mengikat (BE) tina 574,4, 576,6, 578,3 jeung 586,8 eV, nu bisa attributed ka Cr, Cr2O3, CrO3.jeung Cr(OH)3, masing-masing (Gbr. 9a jeung b).Pikeun sampel non-biologis, spéktrum tingkat Cr 2p utama ngandung dua puncak utama pikeun Cr (573.80 eV pikeun BE) jeung Cr2O3 (575.90 eV pikeun BE) dina Gbr.9c jeung d.Beda paling keuna antara sampel abiotik jeung P. aeruginosa sampel éta ayana Cr6+ jeung proporsi relatif luhur Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) handapeun biofilm nu.
Spéktrum XPS lega tina permukaan sampel 2707 HDSS dina dua média masing-masing 7 sareng 14 dinten.
(a) 7 poé paparan P. aeruginosa, (b) 14 poé paparan P. aeruginosa, (c) 7 poé dina lingkungan abiotik, jeung (d) 14 poé dina lingkungan abiotik.
HDSS nunjukkeun tingkat résistansi korosi anu luhur dina kalolobaan lingkungan.Kim et al.2 dilaporkeun yén HDSS UNS S32707 ieu diidentifikasi minangka DSS kacida alloyed kalawan PREN leuwih gede ti 45. Nilai PREN sampel 2707 HDSS dina karya ieu 49. Ieu alatan kandungan kromium tinggi jeung eusi luhur molybdenum jeung nikel, nu mangpaat dina lingkungan asam.jeung lingkungan kalawan eusi klorida luhur.Salaku tambahan, komposisi anu saimbang sareng mikrostruktur anu teu aya cacad mangpaat pikeun stabilitas struktur sareng résistansi korosi.Sanajan kitu, sanajan résistansi kimiawi na alus teuing, data ékspérimén dina karya ieu nunjukkeun yén 2707 HDSS teu sagemblengna kabal ka P. aeruginosa biofilm MICs.
Hasil éléktrokimia nunjukkeun yén laju korosi 2707 HDSS dina kaldu P. aeruginosa ningkat sacara signifikan saatos 14 dinten dibandingkeun sareng lingkungan non-biologis.Dina Gambar 2a, panurunan dina Eocp dititénan duanana dina medium abiotik jeung P. aeruginosa kaldu salila 24 jam munggaran.Sanggeus éta, biofilm lengkep nutupan beungeut sampel, sarta Eocp janten rélatif stabil36.Tapi, tingkat Eocp biologis jauh leuwih luhur batan tingkat Eocp non-biologis.Aya alesan pikeun yakin yén bédana ieu pakait sareng formasi biofilm P. aeruginosa.Dina Gbr.2d ku ayana P. aeruginosa, nilai icorr 2707 HDSS ngahontal 0,627 μA cm-2, anu mangrupa urutan gedena leuwih luhur ti kontrol abiotik (0,063 μA cm-2), nu konsisten jeung nilai Rct diukur ku EIS.Salila sababaraha poé kahiji, nilai impedansi dina kaldu P. aeruginosa ngaronjat alatan kantétan sél P. aeruginosa jeung formasi biofilms.Najan kitu, nalika biofilm lengkep nutupan beungeut sampel, impedansi nurun.Lapisan pelindung diserang utamina kusabab kabentukna biofilm sareng metabolit biofilm.Akibatna, résistansi korosi turun kana waktosna sareng kantétan P. aeruginosa nyababkeun korosi lokal.Tren dina lingkungan abiotik béda.Résistansi korosi kontrol non-biologis éta loba nu leuwih luhur ti nilai pakait tina sampel kakeunaan P. aeruginosa kaldu.Salian ti éta, pikeun aksési abiotik, nilai Rct 2707 HDSS ngahontal 489 kΩ cm2 dina poé 14, nyaéta 15 kali leuwih luhur ti nilai Rct (32 kΩ cm2) ku ayana P. aeruginosa.Ku kituna, 2707 HDSS boga résistansi korosi alus teuing di lingkungan steril, tapi teu tahan ka MICs ti biofilms P. aeruginosa.
Hasil ieu ogé tiasa dititénan tina kurva polarisasi dina Gbr.2b.Cabang anodik parantos aya hubunganana sareng formasi biofilm Pseudomonas aeruginosa sareng réaksi oksidasi logam.Dina hal ieu, réaksi katodik nyaéta réduksi oksigén.Ayana P. aeruginosa nyata ngaronjat dénsitas arus korosi, ngeunaan hiji urutan gedena leuwih luhur ti dina kontrol abiotik.Ieu nunjukkeun yén biofilm P. aeruginosa ningkatkeun korosi localized of 2707 HDSS.Yuan et al.29 kapanggih yén dénsitas ayeuna korosi tina alloy Cu-Ni 70/30 ngaronjat dina aksi P. aeruginosa biofilm.Ieu bisa jadi alatan biokatalisis réduksi oksigén ku biofilm Pseudomonas aeruginosa.Observasi ieu ogé bisa ngajelaskeun MIC 2707 HDSS dina karya ieu.Aya ogé kirang oksigén dina biofilm aérobik.Ku alatan éta, panolakan pikeun ulang passivate permukaan logam jeung oksigén bisa jadi faktor contributing ka MIC dina karya ieu.
Dickinson et al.38 ngusulkeun yén laju réaksi kimiawi sareng éléktrokimia tiasa langsung kapangaruhan ku kagiatan métabolik baktéri sessile dina permukaan sampel sareng sifat produk korosi.Ditémbongkeun saperti dina Gambar 5 jeung Table 5, jumlah sél jeung ketebalan biofilm turun sanggeus 14 poé.Ieu alesan bisa dijelaskeun ku kanyataan yén sanggeus 14 poé, lolobana sél sessile dina beungeut 2707 HDSS maot alatan depletion gizi dina medium 2216E atawa sékrési ion logam toksik tina 2707 HDSS matrix.Ieu watesan ékspérimén bets.
Dina karya ieu, a P. aeruginosa biofilm nyumbang ka depletion lokal Cr jeung Fe handapeun biofilm dina beungeut 2707 HDSS (Gbr. 6).meja 6 nembongkeun réduksi dina Fe jeung Cr dina sampel D dibandingkeun sampel C, nunjukkeun yén leyur Fe jeung Cr disababkeun ku P. aeruginosa biofilm persisted pikeun kahiji 7 poé.Lingkungan 2216E dianggo pikeun simulasi lingkungan laut.Éta ngandung 17700 ppm Cl-, anu dibandingkeun sareng eusina dina cai laut alami.Ayana 17700 ppm Cl- mangrupikeun alesan utama panurunan Cr dina sampel abiotik 7- sareng 14 dinten anu dianalisis ku XPS.Dibandingkeun jeung sampel P. aeruginosa, disolusi Cr dina sampel abiotik leuwih saeutik alatan résistansi kuat 2707 HDSS kana klorin dina kaayaan abiotik.Dina Gbr.9 nembongkeun ayana Cr6+ dina pilem passivating.Bisa jadi aub dina ngaleupaskeun kromium tina surfaces baja ku biofilms P. aeruginosa, sakumaha ngusulkeun Chen na Clayton.
Kusabab pertumbuhan baktéri, nilai pH tina medium sateuacan sareng saatos budidaya masing-masing 7,4 sareng 8,2.Ku kituna, di handapeun biofilm P. aeruginosa, korosi asam organik teu mungkin nyumbang kana karya ieu alatan pH rélatif luhur dina medium bulk.pH medium kontrol non-biologis teu robah sacara signifikan (tina 7,4 awal nepi ka ahir 7,5) salila periode 14 poé tés.Paningkatan pH dina medium siki saatos inkubasi disababkeun ku kagiatan métabolik P. aeruginosa sareng kapendak gaduh pangaruh anu sami dina pH upami henteuna jalur uji.
Sapertos dina Gambar 7, jero liang maksimum anu disababkeun ku biofilm P. aeruginosa nyaéta 0,69 µm, anu langkung ageung tibatan medium abiotik (0,02 µm).Ieu konsisten sareng data éléktrokimia anu dijelaskeun di luhur.Jero liang 0,69 µm langkung ti sapuluh kali langkung alit tibatan nilai 9,5 µm anu dilaporkeun pikeun 2205 DSS dina kaayaan anu sami.Data ieu nunjukkeun yén 2707 HDSS nunjukkeun résistansi anu langkung saé pikeun MIC tibatan 2205 DSS.Ieu teu matak heran saprak 2707 HDSS boga tingkat Cr luhur nu nyadiakeun passivation panjang, leuwih hese depassivate P. aeruginosa, sarta kusabab struktur fase saimbang na tanpa présipitasi sekundér ngabahayakeun ngabalukarkeun pitting.
Dina kacindekan, liang MIC kapanggih dina beungeut 2707 HDSS dina kaldu P. aeruginosa dibandingkeun liang leutik di lingkungan abiotik.Karya ieu nunjukeun yen 2707 HDSS boga lalawanan hadé mun MIC ti 2205 DSS, tapi teu sagemblengna kabal ka MIC alatan P. aeruginosa biofilm.Hasil ieu mantuan dina seleksi stainless steels cocog jeung harepan hirup pikeun lingkungan laut.
Kupon pikeun 2707 HDSS disadiakeun ku Northeastern University (NEU) Sakola Metalurgi di Shenyang, Cina.Komposisi unsur 2707 HDSS dipidangkeun dina Tabel 1, anu dianalisis ku Analisis Bahan sareng Jurusan Tés NEU.Sadaya sampel dirawat pikeun solusi padet dina 1180 ° C salami 1 jam.Saméméh tés korosi, HDSS 2707 bentuk koin kalayan aréa permukaan kabuka luhur 1 cm2 digosok nepi ka 2000 grit ku sandpaper silikon carbide lajeng digosok ku 0,05 µm Al2O3 bubuk slurry.Sisi jeung handap ditangtayungan ku cet inert.Saatos garing, sampel dikumbah ku cai deionisasi steril sareng disterilisasi nganggo étanol 75% (v / v) salami 0,5 jam.Aranjeunna teras digaringkeun di handapeun sinar ultraviolét (UV) salami 0,5 jam sateuacan dianggo.
Marine Pseudomonas aeruginosa galur MCCC 1A00099 dibeuli ti Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Cina.Pseudomonas aeruginosa ieu tumuwuh dina kaayaan aérobik dina 37 ° C. dina 250 ml flasks jeung 500 ml kaca sél éléktrokimia ngagunakeun Kelautan 2216E sedeng cair (Qingdao Hope Biotéhnologi Co., Ltd., Qingdao, Cina).Sedeng ngandung (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 SrCl2, 0,08 SrBr2, 0,08 SrBr2, 0,08 SrBr2 0016 6NH26NH3, 3.0016 NH3 5.0 pepton, 1.0 sari ragi jeung 0.1 sitrat beusi.Autoclave dina 121 ° C salila 20 menit saméméh inokulasi.Itung sél sessile sareng planktonik nganggo hémositometer dina mikroskop cahaya dina pembesaran 400x.Konsentrasi awal planktonik Pseudomonas aeruginosa langsung saatos inokulasi kira-kira 106 sél/ml.
Tés éléktrokimia dilaksanakeun dina sél gelas tilu-éléktroda klasik kalayan volume sedeng 500 ml.Lambaran platina jeung éléktroda calomel jenuh (SAE) disambungkeun ka reaktor ngaliwatan kapilér Luggin ngeusi sasak uyah, nu dilayanan salaku counter jeung éléktroda rujukan, mungguh.Pikeun pembuatan éléktroda digawé, kawat tambaga rubberized napel unggal sampel sarta ditutupan ku résin epoxy, ninggalkeun ngeunaan 1 cm2 wewengkon unprotected pikeun éléktroda gawé dina hiji sisi.Salila pangukuran éléktrokimia, sampel disimpen dina medium 2216E sarta diteundeun dina suhu inkubasi konstan (37 ° C) dina mandi cai.OCP, LPR, EIS sareng data polarisasi dinamis poténsial diukur nganggo potentiostat Autolab (Rujukan 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).Tés LPR dirékam dina laju scan 0,125 mV s-1 dina rentang -5 nepi ka 5 mV kalawan Eocp sarta laju sampling 1 Hz.EIS dipigawé ku gelombang sinus dina rentang frékuénsi 0.01 nepi ka 10.000 Hz ngagunakeun tegangan dilarapkeun 5 mV dina Eocp kaayaan ajeg.Sateuacan sapuan poténsial, éléktroda aya dina modeu dianggurkeun dugi ka ngahontal nilai stabil tina poténsi korosi bébas.Kurva polarisasi teras diukur tina -0,2 dugi ka 1,5 V salaku fungsi Eocp dina laju scan 0,166 mV / s.Unggal tés diulang 3 kali kalayan sareng tanpa P. aeruginosa.
Sampel pikeun analisis metalografi digosok sacara mekanis ku kertas SiC 2000 grit baseuh teras dipoles deui ku gantung bubuk Al2O3 0,05 µm pikeun observasi optik.Analisis metallographic dilaksanakeun nganggo mikroskop optik.Sampel diukir nganggo larutan kalium hidroksida 43 10% beurat.
Saatos inkubasi, sampel dikumbah 3 kali kalayan fosfat buffered saline (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) lajeng dibereskeun ku 2,5% (v / v) glutaraldehida salila 10 jam pikeun ngalereskeun biofilms.Teras didehidrasi sareng étanol batched (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% sareng 100% ku volume) sateuacan pengeringan hawa.Tungtungna, pilem emas disimpen dina beungeut sampel pikeun nyadiakeun konduktivitas pikeun observasi SEM.Gambar SEM ieu fokus kana spot jeung sél P. aeruginosa paling sessile dina beungeut unggal sampel.Laksanakeun analisa EDS pikeun mendakan unsur kimia.A Zeiss confocal laser scanning mikroskop (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Jérman) dipaké pikeun ngukur jero liang.Pikeun niténan liang korosi handapeun biofilm, sampel test munggaran cleaned nurutkeun Standar Nasional Cina (CNS) GB / T4334.4-2000 pikeun miceun produk korosi jeung biofilm tina beungeut sampel test.
X-ray photoelectron spéktroskopi (XPS, ESCALAB250 surface analysis system, Thermo VG, USA) analisis dipigawé maké sumber sinar-X monochromatic (garis Aluminium Kα kalawan énergi 1500 eV jeung kakuatan 150 W) dina rupa-rupa énergi mengikat 0 dina kaayaan baku -1350 eV.Spéktra résolusi luhur dirékam nganggo énergi transmisi 50 eV sareng léngkah 0.2 eV.
Sampel anu diinkubasi dipiceun sareng dikumbah kalayan lembut kalayan PBS (pH 7.4 ± 0.2) salami 15 s45.Pikeun niténan viability baktéri biofilms on sampel, biofilms diwarnaan ngagunakeun LIVE / DEAD BacLight Baktéri Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, AS).Kit ngandung dua pewarna fluoresensi: SYTO-9 pewarna fluoresensi héjo sareng propidium iodide (PI) pewarna fluoresensi beureum.Dina CLSM, titik-titik héjo sareng beureum fluoresensi ngagambarkeun sél hirup sareng sél paéh, masing-masing.Pikeun ngawarnaan, 1 ml campuran anu ngandung 3 µl SYTO-9 sareng 3 µl larutan PI diinkubasi salami 20 menit dina suhu kamar (23 ° C) dina poék.Saatos éta, sampel anu diwarnaan ditaliti dina dua panjang gelombang (488 nm pikeun sél hirup sareng 559 nm pikeun sél paéh) nganggo aparat Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Jepang).Ketebalan biofilm diukur dina modeu scanning 3D.
Kumaha carana nyebatkeun artikel ieu: Li, H. et al.Korosi mikroba tina 2707 super duplex stainless steel ku Pseudomonas aeruginosa biofilm laut.élmu.6, 20190. doi: 10.1038 / srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Stress korosi cracking of LDX 2101 duplex stainless steel dina leyuran klorida ku ayana thiosulphate. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Stress korosi cracking of LDX 2101 duplex stainless steel dina leyuran klorida ku ayana thiosulphate. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стальность для 10 в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Stress korosi cracking of duplex stainless steel LDX 2101 dina leyuran klorida ku ayana thiosulfate. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相不锈钢在硫代硫酸盐存在下氯化物溶液中的应力腐蚀开裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相stainless steel在福代sulfat分下下南性性生于中图像。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей сталов 1 сталющей стал 10 присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Stress korosi cracking of duplex stainless steel LDX 2101 dina leyuran klorida ku ayana thiosulfate.élmu coros 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Balukar solusi panas-perlakuan jeung nitrogén dina shielding gas dina lalawanan ka korosi pitting of hyper duplex stainless steel welds. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Balukar solusi panas-perlakuan jeung nitrogén dina shielding gas dina lalawanan ka korosi pitting of hyper duplex stainless steel welds.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS na Park, YS Pangaruh perlakuan panas solusi jeung nitrogén dina shielding gas dina résistansi korosi pitting of welds stainless steel hyperduplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS YS Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS na Park, YS Pangaruh perlakuan panas solusi jeung nitrogén dina gas shielding dina résistansi korosi pitting of welds stainless steel super duplex.koros.élmu.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Ulikan banding dina kimia microbially na electrochemically ngainduksi pitting of 316L stainless steel. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Ulikan banding dina kimia microbially na electrochemically ngainduksi pitting of 316L stainless steel.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. sarta Lewandowski, Z. Ulikan kimia komparatif of microbiological jeung éléktrokimia pitting of 316L stainless steel. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L 不锈钢点蚀的化学比较研究。 Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. sarta Lewandowski, Z. Ulikan kimia komparatif of microbiological na electrochemically ngainduksi pitting di 316L stainless steel.koros.élmu.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Paripolah éléktrokimia 2205 duplex stainless steel dina leyuran basa jeung pH béda dina ayana klorida. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Paripolah éléktrokimia 2205 duplex stainless steel dina leyuran basa jeung pH béda dina ayana klorida.Luo H., Dong KF, Lee HG jeung Xiao K. Paripolah éléktrokimia duplex stainless steel 2205 dina leyuran basa jeung pH béda dina ayana klorida. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的电化存。 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Paripolah éléktrokimia 双相 stainless steel dina ayana klorida dina pH béda dina leyuran basa.Luo H., Dong KF, Lee HG jeung Xiao K. Paripolah éléktrokimia duplex stainless steel 2205 dina leyuran basa jeung pH béda dina ayana klorida.Éléktrokimia.Majalah.64, 211–220 (2012).
Saeutik, BJ, Lee, JS & Ray, RI Pangaruh biofilms laut on korosi: A review singket. Saeutik, BJ, Lee, JS & Ray, RI Pangaruh biofilms laut on korosi: A review singket.Saeutik, BJ, Lee, JS jeung Ray, RI Balukar Biofilms Kelautan on Korosi: A Review Ringkes. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述。 Little, BJ, Lee, JS & Ray, RISaeutik, BJ, Lee, JS jeung Ray, RI Balukar Biofilms Kelautan on Korosi: A Review Ringkes.Éléktrokimia.Majalah.54, 2-7 (2008).