ขอขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.com เวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการรองรับ CSS แบบจำกัด เพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดตแล้ว (หรือปิดโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้แน่ใจว่าได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงไซต์โดยไม่มีรูปแบบและ JavaScript
การกัดกร่อนของจุลชีพ (MIC) เป็นปัญหาร้ายแรงในหลายอุตสาหกรรมเนื่องจากอาจทำให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมหาศาล เหล็กกล้าไร้สนิมซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ 2707 (2707 HDSS) ถูกนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมทางทะเลเนื่องจากทนต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม ความต้านทานต่อ MIC ยังไม่ได้แสดงให้เห็นในการทดลอง ในการศึกษานี้ พฤติกรรม MIC ของ 2707 HDSS ที่เกิดจากแบคทีเรียแอโรบิกในทะเล Pseudomonas aeruginosa ได้รับการตรวจสอบ การวิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่าเมื่อมี P ฟิล์มชีวภาพ seudomonas aeruginosa ในอาหารเลี้ยงเชื้อ 2216E มีการเปลี่ยนแปลงในเชิงบวกของศักยภาพในการกัดกร่อนและความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้น การวิเคราะห์ด้วยเอกซ์เรย์โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี (XPS) แสดงการลดลงของปริมาณ Cr บนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบที่อยู่ใต้ฟิล์มชีวภาพ การวิเคราะห์ภาพถ่ายของหลุมแสดงให้เห็นว่าฟิล์มชีวภาพ P. aeruginosa สร้างความลึกของหลุมสูงสุดที่ 0.69 μm ในช่วง 14 วันของการฟักตัว แม้ว่าจะมีขนาดเล็ก แต่ก็บ่งชี้ว่า 2707 HDSS นั้นไม่มีภูมิคุ้มกันอย่างเต็มที่ต่อ MIC ของแผ่นชีวะของ P. aeruginosa
เหล็กกล้าไร้สนิมแบบดูเพล็กซ์ (DSS) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ สำหรับส่วนผสมที่ลงตัวของคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมและความต้านทานการกัดกร่อน1,2 อย่างไรก็ตาม รอยนูนเฉพาะที่ยังคงเกิดขึ้นและส่งผลต่อความสมบูรณ์ของเหล็กกล้านี้3,4.DSS ไม่ทนทานต่อการกัดกร่อนของจุลินทรีย์ (MIC)5,6 แม้จะมีการใช้งานที่หลากหลายของ DSS แต่ก็ยังมีสภาพแวดล้อมที่ความต้านทานการกัดกร่อนของ DSS ไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานในระยะยาว ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีราคาแพงกว่าและมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่า Jeon et al7 พบว่า แม้กระทั่งเหล็กกล้าไร้สนิมซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ (SDSS) ก็มีข้อจำกัดบางประการในแง่ของความทนทานต่อการกัดกร่อน ดังนั้น เหล็กกล้าไร้สนิมซูเปอร์ดูเพล็กซ์ (HDSS) ที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงกว่าจึงมีความจำเป็นในการใช้งานบางประเภท ซึ่งนำไปสู่การพัฒนา HDSS ที่มีส่วนผสมของโลหะผสมสูง
ความต้านทานการกัดกร่อนของ DSS ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของเฟสอัลฟ่าและแกมมาและ Cr, Mo และ W ที่พร่องลงในบริเวณ 8, 9, 10 ซึ่งอยู่ติดกับเฟสที่สอง HDSS มีส่วนประกอบของ Cr, Mo และ N11 สูง ดังนั้นจึงมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและมีค่าสูง (45-50) Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) ซึ่งกำหนดโดย wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 โดยน้ำหนัก % N12 ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่สมดุลซึ่งมีเฟสเฟอร์ไรต์ (α) ประมาณ 50% และเฟสออสเทนไนต์ (γ) 50% HDSS จึงมีสมบัติเชิงกลที่ดีกว่าและความต้านทานสูงกว่า DSS13 ทั่วไปคุณสมบัติการกัดกร่อนของคลอไรด์ ความต้านทานการกัดกร่อนที่ได้รับการปรับปรุงจะขยายการใช้ HDSS ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมากขึ้น เช่น สภาพแวดล้อมทางทะเล
MIC เป็นปัญหาสำคัญในหลายอุตสาหกรรม เช่น น้ำมันและก๊าซและน้ำ 14.MIC คิดเป็น 20% ของความเสียหายจากการกัดกร่อนทั้งหมด15.MIC คือการกัดกร่อนของเคมีไฟฟ้าชีวภาพที่สามารถสังเกตได้ในหลายสภาพแวดล้อม ฟิล์มชีวภาพที่ก่อตัวบนพื้นผิวโลหะเปลี่ยนแปลงสภาวะทางเคมีไฟฟ้า ซึ่งส่งผลต่อกระบวนการกัดกร่อน เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าการกัดกร่อนของ MIC เกิดจากฟิล์มชีวภาพ จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดไฟฟ้าได้กัดกร่อนโลหะเพื่อให้ได้พลังงานที่ยั่งยืนเพื่อความอยู่รอด17 การศึกษาล่าสุดของ MIC แสดงให้เห็นว่า EET (การถ่ายโอนอิเล็กตรอนนอกเซลล์) นั้นเป็นปัจจัยจำกัดอัตราใน MIC ที่เกิดจากจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดไฟฟ้า Zhang et al.18 แสดงให้เห็นว่าตัวไกล่เกลี่ยอิเล็กตรอนเร่งการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างเซลล์ Desulfovibrio sessificans และเหล็กกล้าไร้สนิม 304 ซึ่งนำไปสู่การโจมตี MIC ที่รุนแรงขึ้น การยุติ et al.19 และเวนซลาฟฟ์และคณะ20 แสดงให้เห็นว่าแผ่นชีวะแบคทีเรียลดซัลเฟตที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (SRB) สามารถดูดซับอิเล็กตรอนจากพื้นผิวโลหะได้โดยตรง ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนแบบรูพรุนอย่างรุนแรง
เป็นที่ทราบกันดีว่า DSS ไวต่อ MIC ในสภาพแวดล้อมที่มี SRB แบคทีเรียที่ลดธาตุเหล็ก (IRB) ฯลฯ 21 แบคทีเรียเหล่านี้ทำให้เกิดรูพรุนเฉพาะที่บนพื้นผิว DSS ภายใต้ฟิล์มชีวภาพ22,23 ซึ่งแตกต่างจาก DSS คือ MIC ของ HDSS24 นั้นไม่ค่อยเป็นที่รู้จัก
Pseudomonas aeruginosa เป็นแบคทีเรียรูปแท่งเคลื่อนที่ได้แกรมลบที่กระจายอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ Pseudomonas aeruginosa เป็นกลุ่มจุลินทรีย์ที่สำคัญในสิ่งแวดล้อมทางทะเล ทำให้ MIC กลายเป็นเหล็ก Pseudomonas เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกระบวนการกัดกร่อนและได้รับการยอมรับว่าเป็นผู้บุกเบิกการล่าอาณานิคมระหว่างการก่อตัวของฟิล์มชีวภาพ Mahat et al.28 และหยวนและคณะ29 แสดงให้เห็นว่าเชื้อ Pseudomonas aeruginosa มีแนวโน้มที่จะเพิ่มอัตราการกัดกร่อนของเหล็กอ่อนและโลหะผสมในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำ
วัตถุประสงค์หลักของงานนี้คือเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติ MIC ของ 2707 HDSS ที่เกิดจากแบคทีเรีย Pseudomonas aeruginosa ในทะเลโดยใช้วิธีการทางเคมีไฟฟ้า เทคนิคการวิเคราะห์พื้นผิว และการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์การกัดกร่อน การศึกษาทางเคมีไฟฟ้า ได้แก่ Open Circuit Potential (OCP), Linear Polarization Resistance (LPR), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) และ Potential Dynamic Polarization ได้ดำเนินการเพื่อศึกษาพฤติกรรม MIC ของ 2707 HDSS การกระจายพลังงาน ทำการวิเคราะห์สเปกโตรมิเตอร์ (EDS) เพื่อค้นหาองค์ประกอบทางเคมีบนพื้นผิวที่สึกกร่อน นอกจากนี้ การวิเคราะห์ด้วยรังสีเอกซ์โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี (XPS) ยังใช้เพื่อตรวจสอบความเสถียรของการเคลือบฟิล์มออกไซด์ภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมทางทะเลที่มีเชื้อ Pseudomonas aeruginosa ความลึกของหลุมถูกวัดภายใต้กล้องจุลทรรศน์การสแกนด้วยเลเซอร์คอนโฟคอล (CLSM)
ตารางที่ 1 แสดงรายการองค์ประกอบทางเคมีของ 2707 HDSS ตารางที่ 2 แสดงให้เห็นว่า 2707 HDSS มีสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมโดยมีความต้านการครากที่ 650 MPa รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างจุลภาคเชิงแสงของสารละลายที่ผ่านการอบด้วยความร้อน 2707 HDSS แถบยาวของเฟสออสเทนไนต์และเฟอร์ไรต์โดยไม่มีเฟสทุติยภูมิสามารถเห็นได้ในโครงสร้างจุลภาคที่มีเฟสออสเทนไนต์ประมาณ 50% และเฟสเฟอร์ไรต์ 50%
รูปที่ 2a แสดงศักยภาพวงจรเปิด (Eocp) เทียบกับข้อมูลเวลาที่ได้รับสารสำหรับ 2707 HDSS ในอาหารเลี้ยงเชื้อ abiotic 2216E และ P. aeruginosa broth เป็นเวลา 14 วันที่ 37 °C แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงที่ใหญ่ที่สุดและสำคัญใน Eocp เกิดขึ้นภายใน 24 ชั่วโมงแรก ค่า Eocp ในทั้งสองกรณีสูงสุดที่ -145 mV (เทียบกับ SCE) ประมาณ 16 ชั่วโมง จากนั้นลดลงอย่างรวดเร็วถึง -477 mV (เทียบกับ SCE) และ -236 mV (เทียบกับ SCE) สำหรับตัวอย่างที่ไม่มีชีวิตและ P ตามลำดับ)เชื้อ Pseudomonas aeruginosa คูปอง ตามลำดับ หลังจาก 24 ชั่วโมง ค่า Eocp ที่ 2707 HDSS สำหรับ P. aeruginosa ค่อนข้างคงที่ที่ -228 mV (เทียบกับ SCE) ในขณะที่ค่าที่สอดคล้องกันสำหรับตัวอย่างที่ไม่ใช่ชีวภาพอยู่ที่ประมาณ -442 mV (เทียบกับ SCE) Eocp ต่อหน้า P. aeruginosa ค่อนข้างต่ำ
การทดสอบทางเคมีไฟฟ้าของตัวอย่าง 2707 HDSS ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีชีวิตและ Pseudomonas aeruginosa broth ที่อุณหภูมิ 37 °C:
(a) Eocp เป็นฟังก์ชันของเวลาเปิดรับแสง (b) เส้นโค้งโพลาไรซ์ในวันที่ 14 (c) Rp เป็นฟังก์ชันของเวลาเปิดรับแสง และ (d) icorr เป็นฟังก์ชันของเวลาเปิดรับแสง
ตารางที่ 3 แสดงค่าพารามิเตอร์การกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของตัวอย่าง HDSS 2707 ตัวอย่างที่สัมผัสกับตัวกลางที่ไม่มีชีวิตและตัวกลางที่ได้รับเชื้อ Pseudomonas aeruginosa เป็นเวลา 14 วัน เส้นสัมผัสของเส้นโค้ง anodic และ cathodic ถูกคาดการณ์เพื่อให้ได้จุดตัดที่ให้ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อน (icorr) ศักยภาพในการกัดกร่อน (Ecorr) และความชันของ Tafel (βα และ βc) ตามวิธีการมาตรฐาน30,31
ดังที่แสดงในรูปที่ 2b การเลื่อนขึ้นของกราฟ P. aeruginosa ส่งผลให้ Ecorr เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับกราฟ abiotic ค่า icorr ซึ่งเป็นสัดส่วนกับอัตราการกัดกร่อน เพิ่มขึ้นเป็น 0.328 μA cm-2 ในตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa ซึ่งเป็นสี่เท่าของตัวอย่างที่ไม่ใช่ชีวภาพ (0.087 μA cm-2)
LPR เป็นวิธีการทางเคมีไฟฟ้าแบบไม่ทำลายแบบคลาสสิกสำหรับการวิเคราะห์การกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังใช้เพื่อศึกษา MIC32 อีกด้วย รูปที่ 2c แสดงค่าความต้านทานโพลาไรเซชัน (Rp) ตามฟังก์ชันของเวลาในการเปิดรับแสง ค่า Rp ที่สูงขึ้นหมายถึงการกัดกร่อนที่น้อยลง ภายใน 24 ชั่วโมงแรก Rp ของ 2707 HDSS ถึงค่าสูงสุดที่ 1955 kΩ cm2 สำหรับตัวอย่างที่ไม่มีชีวิต และ 1429 kΩ cm2 สำหรับตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa รูปที่ 2c ยังแสดงให้เห็นว่าค่า Rp ลดลงอย่างรวดเร็วหลังจากผ่านไปหนึ่งวัน และจากนั้นยังคงค่อนข้างไม่เปลี่ยนแปลงในอีก 13 วันข้างหน้า ค่า Rp ของตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa อยู่ที่ประมาณ 40 kΩ cm2 ซึ่งต่ำกว่าค่า 450 kΩ cm2 ของตัวอย่างที่ไม่ใช่ชีวภาพมาก
ค่า icorr เป็นสัดส่วนกับอัตราการกัดกร่อนสม่ำเสมอ ค่าของมันสามารถคำนวณได้จากสมการ Stern-Geary ต่อไปนี้
ติดตาม Zou และคณะ33, ค่าทั่วไปของความลาดชัน Tafel B ในงานนี้สันนิษฐานว่าเป็น 26 มิลลิโวลต์/ธ.ค. รูปที่ 2 แสดงให้เห็นว่า icorr ของตัวอย่าง 2707 ที่ไม่ใช่ชีวภาพยังคงค่อนข้างคงที่ ในขณะที่ตัวอย่าง P. aeruginosa ผันผวนอย่างมากหลังจาก 24 ชั่วโมงแรก ค่า icorr ของตัวอย่าง P. aeruginosa เป็นลำดับความสำคัญที่สูงกว่ากลุ่มควบคุมที่ไม่ใช่ทางชีวภาพ แนวโน้มนี้สอดคล้องกับความต้านทานโพลาไรเซชัน ผลลัพธ์
EIS เป็นเทคนิคแบบไม่ทำลายอีกวิธีหนึ่งที่ใช้ในการระบุลักษณะของปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีที่ส่วนต่อประสานที่สึกกร่อน สเปกตรัมอิมพีแดนซ์และค่าความจุที่คำนวณได้ของชิ้นงานทดสอบที่สัมผัสกับสื่อที่มีชีวิตและสารละลาย Pseudomonas aeruginosa, ความต้านทาน Rb ของฟิล์มพาสซีฟ/ฟิล์มชีวภาพที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบ, ความต้านทานการถ่ายโอนประจุ Rct, ค่าความจุสองชั้นไฟฟ้า Cdl (EDL) และพารามิเตอร์ QCPE Constant Phase Element (CPE) พารามิเตอร์เหล่านี้คือ วิเคราะห์เพิ่มเติมโดยปรับข้อมูลให้เหมาะสมโดยใช้แบบจำลองวงจรสมมูล (EEC)
รูปที่ 3 แสดงแผนภาพ Nyquist ทั่วไป (a และ b) และแผนภาพลางสังหรณ์ (a' และ b') ของตัวอย่าง HDSS 2707 ตัวอย่างในอาหารเลี้ยงเชื้อแบบไม่มีชีวิตและน้ำซุป P. aeruginosa สำหรับเวลาฟักตัวที่แตกต่างกัน เส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวน Nyquist ลดลงเมื่อมีเชื้อ Pseudomonas aeruginosa แผนภาพลางบอกเหตุ (รูปที่ 3b') แสดงการเพิ่มขึ้นของขนาดของอิมพีแดนซ์ทั้งหมด ข้อมูลเกี่ยวกับค่าคงที่เวลาผ่อนคลาย สามารถหาได้จากเฟส maxima รูปที่ 4 แสดงโครงสร้างทางกายภาพตาม monolayer (a) และ bilayer (b) และ EECs ที่สอดคล้องกัน CPE ถูกนำเข้าสู่โมเดล EEC ค่าอนุญาตเข้าและอิมพีแดนซ์แสดงไว้ดังนี้:
แบบจำลองทางกายภาพสองแบบและวงจรสมมูลที่สอดคล้องกันสำหรับการปรับสเปกตรัมอิมพีแดนซ์ของชิ้นงานทดสอบ HDSS 2707:
โดยที่ Y0 คือขนาดของ CPE, j คือจำนวนจินตภาพหรือ (-1)1/2, ω คือความถี่เชิงมุม และ n คือดัชนีพลังงาน CPE ที่น้อยกว่าเอกภาพ35 ค่าผกผันของความต้านทานการถ่ายโอนประจุ (เช่น 1/Rct) สอดคล้องกับอัตราการกัดกร่อน Rct ที่น้อยลงหมายถึงอัตราการกัดกร่อนที่เร็วขึ้น27 หลังจากการบ่มเป็นเวลา 14 วัน ค่า Rct ของตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa ถึง 32 kΩ cm2 ซึ่งเล็กกว่า 489 kΩ cm2 ของตัวอย่างที่ไม่ใช่ชีวภาพมาก (ตารางที่ 4)
ภาพ CLSM และภาพ SEM ในรูปที่ 5 แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการปกคลุมของฟิล์มชีวภาพบนพื้นผิวของตัวอย่าง 2707 HDSS หลังจากผ่านไป 7 วันมีความหนาแน่น อย่างไรก็ตาม หลังจากผ่านไป 14 วัน การครอบคลุมของฟิล์มชีวภาพนั้นเบาบางและมีเซลล์ที่ตายแล้วปรากฏขึ้น ตารางที่ 5 แสดงความหนาของฟิล์มชีวภาพในตัวอย่าง 2707 HDSS หลังจากสัมผัสกับ P. aeruginosa เป็นเวลา 7 และ 14 วัน ความหนาของฟิล์มชีวภาพสูงสุดเปลี่ยนจาก 23.4 ไมโครเมตรหลังจาก 7 วันเหลือ 18.9 ไมโครเมตรหลังจาก 14 วัน ความหนาของฟิล์มชีวภาพโดยเฉลี่ยยังยืนยันถึงแนวโน้มนี้ โดยลดลงจาก 22.2 ± 0.7 ไมโครเมตรหลังจาก 7 วันเป็น 17.8 ± 1.0 ไมโครเมตรหลังจาก 14 วัน
(a) ภาพ 3-D CLSM หลังจาก 7 วัน, (b) ภาพ 3-D CLSM หลังจาก 14 วัน, (c) ภาพ SEM หลังจาก 7 วัน และ (d) ภาพ SEM หลังจาก 14 วัน
EDS เปิดเผยองค์ประกอบทางเคมีในฟิล์มชีวภาพและผลิตภัณฑ์กัดกร่อนบนตัวอย่างที่สัมผัสเชื้อ P. aeruginosa เป็นเวลา 14 วัน ภาพที่ 6 แสดงให้เห็นว่าปริมาณ C, N, O และ P ในฟิล์มชีวภาพและผลิตภัณฑ์กัดกร่อนสูงกว่าโลหะเปลือยมาก เนื่องจากองค์ประกอบเหล่านี้เกี่ยวข้องกับฟิล์มชีวภาพและเมแทบอไลต์ของพวกมัน จุลินทรีย์ต้องการเพียงปริมาณเล็กน้อยของโครเมียมและเหล็ก ระดับ Cr และ Fe ที่สูงในฟิล์มชีวภาพและผลิตภัณฑ์กัดกร่อนบนพื้นผิวของชิ้นงานบ่งชี้ว่าแผ่นโลหะ rix สูญเสียองค์ประกอบเนื่องจากการกัดกร่อน
หลังจากผ่านไป 14 วัน สังเกตการเกิดรูพรุนที่มีและไม่มี P. aeruginosa ในอาหารเลี้ยงเชื้อ 2216E ก่อนการบ่ม พื้นผิวของชิ้นงานทดสอบเรียบและไม่มีข้อบกพร่อง (รูปที่ 7a) หลังจากการบ่มและกำจัดฟิล์มชีวภาพและผลิตภัณฑ์กัดกร่อน หลุมที่ลึกที่สุดบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบถูกตรวจสอบภายใต้ CLSM ดังแสดงในรูปที่ 7b และ c ไม่พบหลุมที่ชัดเจนบนพื้นผิวของตัวอย่างที่ไม่ใช่การควบคุมทางชีวภาพ (maxim um ความลึกของหลุม 0.02 μm) ความลึกของหลุมสูงสุดที่เกิดจากเชื้อ Pseudomonas aeruginosa คือ 0.52 μm หลังจาก 7 วัน และ 0.69 μm หลังจาก 14 วัน โดยอิงจากความลึกหลุมสูงสุดเฉลี่ยของ 3 ตัวอย่าง (เลือกค่าความลึกหลุมสูงสุด 10 ค่าสำหรับแต่ละตัวอย่าง) ถึง 0.42 ± 0.12 μm และ 0.52 ± 0.15 μm ตามลำดับ (T สามารถ 5) ค่าความลึกของหลุมเหล่านี้มีขนาดเล็ก แต่มีความสำคัญ
(a) ก่อนการสัมผัส (b) 14 วันในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีชีวิต และ (c) 14 วันในน้ำซุป Pseudomonas aeruginosa
รูปที่ 8 แสดงสเปกตรัม XPS ของพื้นผิวตัวอย่างที่แตกต่างกัน และองค์ประกอบทางเคมีที่วิเคราะห์สำหรับแต่ละพื้นผิวสรุปไว้ในตารางที่ 6 ในตารางที่ 6 เปอร์เซ็นต์อะตอมของ Fe และ Cr เมื่อมี P. aeruginosa (ตัวอย่าง A และ B) ต่ำกว่าตัวอย่างที่ไม่ใช่กลุ่มควบคุมทางชีวภาพ (ตัวอย่าง C และ D) สำหรับตัวอย่าง P. aeruginosa เส้นโค้งสเปกตรัมระดับแกน Cr 2p ถูกติดตั้งเข้ากับส่วนประกอบสูงสุดสี่ส่วนที่มีพลังงานยึดเหนี่ยว ค่า (BE) เท่ากับ 574.4, 576.6, 578.3 และ 586.8 eV ซึ่งสามารถนำมาประกอบกับ Cr, Cr2O3, CrO3 และ Cr(OH)3 ตามลำดับ (รูปที่ 9a และ b) สำหรับตัวอย่างที่ไม่ใช่ชีวภาพ สเปกตรัมระดับแกนกลาง Cr 2p ประกอบด้วยสองพีคหลักสำหรับ Cr (573.80 eV สำหรับ BE) และ Cr2O3 (575 .90 eV สำหรับ BE) ในรูปที่ 9c และ d ตามลำดับ ความแตกต่างที่โดดเด่นที่สุดระหว่างตัวอย่าง abiotic และ P. aeruginosa คือการมีอยู่ของ Cr6+ และสัดส่วนสัมพัทธ์ที่สูงกว่าของ Cr(OH)3 (BE ที่ 586.8 eV) ใต้ฟิล์มชีวภาพ
สเปกตรัม XPS แบบกว้างของพื้นผิวของชิ้นงาน 2707 HDSS ในสื่อทั้งสองคือ 7 วันและ 14 วันตามลำดับ
(a) 7 วันของการสัมผัสกับ P. aeruginosa, (b) 14 วันของการสัมผัสกับ P. aeruginosa, (c) 7 วันในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีชีวิต และ (d) 14 วันในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีชีวิต
HDSS แสดงความต้านทานการกัดกร่อนในระดับสูงในสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ Kim et al.2 รายงานว่า UNS S32707 HDSS ถูกกำหนดให้เป็น DSS ที่มีอัลลอยด์สูงที่มีค่า PREN มากกว่า 45 ค่า PREN ของชิ้นงาน 2707 HDSS ในงานนี้คือ 49 เนื่องจากมีปริมาณโครเมียมสูงและมีระดับโมลิบดีนัมและ Ni สูง ซึ่งเป็นประโยชน์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและคลอไรด์สูง นอกจากนี้ องค์ประกอบที่สมดุลดีและโครงสร้างจุลภาคที่ปราศจากข้อบกพร่องยังมีประโยชน์สำหรับความเสถียรของโครงสร้างและความต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม แม้จะทนทานต่อสารเคมีได้ดีเยี่ยม แต่ข้อมูลการทดลองในงานวิจัยนี้บ่งชี้ว่า 2707 HDSS นั้นไม่มีภูมิคุ้มกันอย่างสมบูรณ์ต่อ MIC ของแผ่นชีวะของ P. aeruginosa
ผลลัพธ์ทางเคมีไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่าอัตราการกัดกร่อนของ 2707 HDSS ในน้ำซุป P. aeruginosa เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังจาก 14 วันเมื่อเทียบกับอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่ใช่ชีวภาพ ในรูปที่ 2a การลดลงของ Eocp ถูกสังเกตพบทั้งในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีชีวิตและ P. aeruginosa broth ในช่วง 24 ชั่วโมงแรก หลังจากนั้น ฟิล์มชีวภาพได้ปกคลุมพื้นผิวของชิ้นงานอย่างสมบูรณ์ และ Eocp ค่อนข้างคงที่ อย่างไรก็ตาม ระดับของ Eocp ทางชีวภาพนั้นสูงกว่ามาก ของ Eocp ที่ไม่ใช่ทางชีวภาพ มีเหตุผลที่จะเชื่อได้ว่าความแตกต่างนี้เกิดจากการก่อตัวของฟิล์มชีวภาพของ P. aeruginosa ในรูปที่ 2d ต่อหน้า P. aeruginosa ค่า icorr ของ 2707 HDSS ถึง 0.627 μA cm-2 ซึ่งเป็นลำดับความสำคัญที่สูงกว่าของการควบคุมแบบ abiotic (0.063 μA cm-2) ซึ่งสอดคล้องกับค่า Rct ที่วัดโดย EIS ในช่วงสองสามวันแรก ค่าอิมพีแดนซ์ในน้ำซุป P. aeruginosa เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเกาะติดของเซลล์ P. aeruginosa และการก่อตัวของฟิล์มชีวภาพ อย่างไรก็ตาม เมื่อฟิล์มชีวภาพปกคลุมพื้นผิวของตัวอย่างอย่างสมบูรณ์ ความต้านทานจะลดลง ชั้นป้องกันจะถูกโจมตีก่อนเนื่องจากการก่อตัวของฟิล์มชีวภาพและเมแทบอไลต์ของฟิล์มชีวภาพ ดังนั้น ความต้านทานการกัดกร่อนจึงลดลงเมื่อเวลาผ่านไป และการยึดติดของ P. aeruginosa ทำให้เกิดการกัดกร่อนเฉพาะที่ แนวโน้มใน abi otic media นั้นแตกต่างกัน ความต้านทานการกัดกร่อนของสารควบคุมที่ไม่ใช่ชีวภาพนั้นสูงกว่าค่าที่สอดคล้องกันของตัวอย่างที่สัมผัสกับน้ำซุป P. aeruginosa นอกจากนี้ สำหรับตัวอย่างที่ปราศจากเชื้อ ค่า Rct ของ 2707 HDSS สูงถึง 489 kΩ cm2 ในวันที่ 14 ซึ่งเป็น 15 เท่าของค่า Rct (32 kΩ cm2) เมื่อมี P. aeruginosa อยู่ ดังนั้น 2707 HDSS จึงมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมใน a สภาพแวดล้อมปลอดเชื้อ แต่ไม่ทนต่อการโจมตีของ MIC โดยฟิล์มชีวภาพของ P. aeruginosa
ผลลัพธ์เหล่านี้สามารถสังเกตได้จากเส้นโค้งโพลาไรเซชันในรูปที่ 2b การแตกกิ่งขั้วบวกเกิดจากการก่อตัวของฟิล์มชีวภาพ Pseudomonas aeruginosa และปฏิกิริยาออกซิเดชันของโลหะ ในขณะเดียวกันปฏิกิริยาแคโทดิกก็คือการลดลงของออกซิเจน การปรากฏตัวของ P. aeruginosa ทำให้ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก ประมาณลำดับความสำคัญที่สูงกว่าการควบคุมแบบไม่มีชีวิต สิ่งนี้บ่งชี้ว่าฟิล์มชีวภาพของ P. aeruginosa เพิ่มการกัดกร่อนเฉพาะที่ของ 2707 HDSS.Yuan et al29 พบว่าความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนของโลหะผสม 70/30 Cu-Ni เพิ่มขึ้นภายใต้การท้าทายของฟิล์มชีวภาพ P. aeruginosa ซึ่งอาจเกิดจากการเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของการลดออกซิเจนโดยฟิล์มชีวภาพ Pseudomonas aeruginosa การสังเกตนี้อาจอธิบาย MIC ของ 2707 HDSS ในงานนี้ได้เช่นกัน ฟิล์มชีวภาพแบบใช้ออกซิเจนอาจมีออกซิเจนน้อยกว่าด้านล่าง ดังนั้นความล้มเหลวในการทำให้ผิวโลหะกลับคืนสภาพเดิมโดย ออกซิเจนอาจเป็นปัจจัยที่เอื้อต่อ MIC ในงานนี้
ดิกคินสันและคณะ38 ชี้ให้เห็นว่าอัตราของปฏิกิริยาเคมีและเคมีไฟฟ้าสามารถได้รับผลกระทบโดยตรงจากกิจกรรมการเผาผลาญของแบคทีเรียนั่งบนพื้นผิวของชิ้นงานทดสอบและธรรมชาติของผลิตภัณฑ์การกัดกร่อน ดังแสดงในรูปที่ 5 และตารางที่ 5 ทั้งจำนวนเซลล์และความหนาของฟิล์มชีวภาพลดลงหลังจาก 14 วัน สิ่งนี้สามารถอธิบายได้อย่างสมเหตุสมผลว่าหลังจาก 14 วัน เซลล์ส่วนใหญ่ที่อยู่บนพื้นผิวของ 2707 HDSS ตายเนื่องจากการพร่องของสารอาหารใน 2216E ตัวกลางหรือการปลดปล่อยไอออนโลหะที่เป็นพิษจากเมทริกซ์ 2707 HDSS นี่เป็นข้อจำกัดของการทดลองแบบกลุ่ม
ในงานนี้ ฟิล์มชีวภาพ P. aeruginosa ส่งเสริมการลดลงของ Cr และ Fe เฉพาะที่ใต้ฟิล์มชีวภาพบนพื้นผิว 2707 HDSS (รูปที่ 6) ในตารางที่ 6 การลดลงของ Fe และ Cr ในตัวอย่าง D เมื่อเทียบกับตัวอย่าง C ซึ่งบ่งชี้ว่า Fe และ Cr ที่ละลายเกิดจากฟิล์มชีวภาพของ P. aeruginosa ยังคงอยู่หลัง 7 วันแรก สื่อ 2216E ใช้เพื่อจำลองสภาพแวดล้อมทางทะเล ซึ่งมี 17,700 ppm Cl- ซึ่งเทียบได้กับที่พบในน้ำทะเลธรรมชาติ การมี Cl- อยู่ที่ 17,700 ppm เป็นสาเหตุหลักในการลดลงของ Cr ในตัวอย่างที่มีชีวิต 7 และ 14 วันที่วิเคราะห์โดย XPS เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่าง P. aeruginosa การละลายของ Cr ในตัวอย่างที่มีชีวิตน้อยกว่ามากเนื่องจากการต้านทาน Cl− ที่แข็งแกร่งของ 2707 HDSS ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต รูปที่ 9 แสดงการมีอยู่ของ Cr6+ ในฟิล์มเคลือบฟิล์ม มันอาจเกี่ยวข้องกับการกำจัด Cr ออกจากพื้นผิวเหล็กโดยฟิล์มชีวภาพ P. aeruginosa ตามที่ Chen และ Clayton แนะนำ
เนื่องจากการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ค่า pH ของอาหารเลี้ยงเชื้อก่อนและหลังการเพาะปลูกคือ 7.4 และ 8.2 ตามลำดับ ดังนั้น ค่า pH ที่ต่ำกว่าฟิล์มชีวภาพของ P. aeruginosa การกัดกร่อนของกรดอินทรีย์จึงไม่น่าจะเป็นปัจจัยสนับสนุนงานนี้ เนื่องจาก pH ค่อนข้างสูงในอาหารจำนวนมาก ค่า pH ของอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่ใช่สารควบคุมทางชีวภาพไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ (จาก 7.4 เริ่มต้นเป็น 7.5 สุดท้าย) ในช่วงระยะเวลาการทดสอบ 14 วัน การเพิ่มขึ้นของค่า pH ในการเพาะเลี้ยง อาหารเลี้ยงเชื้อหลังการบ่มเกิดจากกิจกรรมการเผาผลาญของ P. aeruginosa และพบว่ามีผลเช่นเดียวกันกับค่า pH หากไม่มีแถบทดสอบ
ดังที่แสดงในรูปที่ 7 ความลึกของหลุมสูงสุดที่เกิดจากฟิล์มชีวภาพของ P. aeruginosa คือ 0.69 ไมโครเมตร ซึ่งใหญ่กว่าของสื่อชีวภาพ (0.02 ไมโครเมตร) มาก สิ่งนี้สอดคล้องกับข้อมูลทางเคมีไฟฟ้าที่อธิบายไว้ข้างต้น ความลึกของหลุม 0.69 ไมโครเมตรนั้นน้อยกว่าค่า 9.5 ไมโครเมตรที่รายงานไว้สำหรับ 2205 DSS มากกว่าสิบเท่าภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการแสดง 2707 HDSS ความต้านทาน MIC ดีกว่าเมื่อเทียบกับ 2205 DSS ซึ่งไม่น่าแปลกใจเลยที่ 2707 HDSS มีปริมาณโครเมียมที่สูงกว่า ซึ่งให้การเคลือบผิวที่ยาวนานขึ้น เนื่องจากโครงสร้างเฟสที่สมดุลโดยไม่มีการตกตะกอนทุติยภูมิที่เป็นอันตราย ทำให้ P. aeruginosa คลายตัวและเริ่มจุดคราสได้ยากขึ้น
โดยสรุป พบ MIC pitting บนพื้นผิวของ 2707 HDSS ในน้ำซุป P. aeruginosa เมื่อเปรียบเทียบกับ MIC เล็กน้อยในอาหารเลี้ยงเชื้อ งานนี้แสดงให้เห็นว่า 2707 HDSS มีความต้านทาน MIC ดีกว่า 2205 DSS แต่ยังไม่ต้านทานต่อ MIC อย่างเต็มที่เนื่องจากฟิล์มชีวภาพของ P. aeruginosa การค้นพบนี้ช่วยในการเลือกเหล็กกล้าไร้สนิมที่เหมาะสมและอายุการใช้งานโดยประมาณสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเล
คูปองสำหรับ 2707 HDSS จัดทำโดย School of Metallurgy of Northeastern University (NEU) ในเมืองเสิ่นหยาง ประเทศจีน องค์ประกอบองค์ประกอบของ 2707 HDSS แสดงไว้ในตารางที่ 1 ซึ่งได้รับการวิเคราะห์โดยแผนกวิเคราะห์และทดสอบวัสดุของ NEU ตัวอย่างทั้งหมดได้รับการบำบัดสารละลายที่อุณหภูมิ 1180 °C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ก่อนการทดสอบการกัดกร่อน 2707 HDSS รูปเหรียญที่มีพื้นที่ผิวสัมผัสด้านบน 1 ซม.2 ได้รับการขัดเงาถึง 200 0 กรวดด้วยกระดาษซิลิกอนคาร์ไบด์และขัดเพิ่มเติมด้วยสารแขวนลอยผง Al2O3 0.05 μm ด้านข้างและด้านล่างได้รับการปกป้องด้วยสีเฉื่อย หลังจากการอบแห้ง ชิ้นงานถูกล้างด้วยน้ำปราศจากไอออนและฆ่าเชื้อด้วยเอทานอล 75% (v/v) เป็นเวลา 0.5 ชั่วโมง จากนั้นนำไปผึ่งลมให้แห้งภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต (UV) เป็นเวลา 0.5 ชั่วโมงก่อนใช้งาน
ซื้อสายพันธุ์ Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 จากทะเลจาก Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC) ประเทศจีน Pseudomonas aeruginosa เติบโตแบบใช้อากาศที่อุณหภูมิ 37°C ในขวดแก้วขนาด 250 มล. และเซลล์แก้วไฟฟ้าเคมีไฟฟ้าขนาด 500 มล. โดยใช้อาหารเหลว Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China) ขนาดกลาง (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, 0016 NH3, 0016 NH3 , 0016 NaH2PO4 , 5.0 เปปโทน , สารสกัดจากยีสต์ 1.0 ชนิด และเฟอร์ริกซิเตรต 0.1 นึ่งด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 121°C เป็นเวลา 20 นาทีก่อนการเพาะเลี้ยง นับเซลล์เซสไซล์และแพลงก์ตอนิกเซลล์โดยใช้ฮีโมไซโตมิเตอร์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงที่กำลังขยาย 400 เท่า ความเข้มข้นของเซลล์เริ่มต้นของแพลงก์ตอน Pseudomonas aeruginosa ทันทีหลังการฉีดวัคซีนคือประมาณ 106 เซลล์ /มล.
การทดสอบทางเคมีไฟฟ้าดำเนินการในเซลล์แก้วสามขั้วแบบคลาสสิกที่มีปริมาตรปานกลาง 500 มล. แผ่นแพลทินัมและอิเล็กโทรดคาโลเมลอิ่มตัว (SCE) เชื่อมต่อกับเครื่องปฏิกรณ์ผ่านเส้นเลือดฝอยของ Luggin ที่เต็มไปด้วยสะพานเกลือ ทำหน้าที่เป็นตัวนับและอิเล็กโทรดอ้างอิงตามลำดับ ในการสร้างอิเล็กโทรดที่ใช้งานได้ ลวดทองแดงเคลือบยางถูกติดเข้ากับชิ้นงานแต่ละชิ้นและหุ้มด้วยอีพ็อกซี่ โดยเหลือพื้นที่ผิวด้านเดียวที่สัมผัสไว้ประมาณ 1 ซม. 2 สำหรับอิเล็กโทรดที่ใช้งานในระหว่างการทดสอบ การวัดค่าเคมีไฟฟ้า ตัวอย่างถูกวางไว้ในตัวกลาง 2216E และรักษาไว้ที่อุณหภูมิบ่มคงที่ (37 °C) ในอ่างน้ำ วัด OCP, LPR, EIS และข้อมูลไดนามิกโพลาไรเซชันที่เป็นไปได้โดยใช้โพเทนชิโอมิเตอร์ของ Autolab (อ้างอิง 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA) การทดสอบ LPR ถูกบันทึกที่อัตราการสแกน 0.125 mV s-1 ในช่วง -5 และ 5 mV ด้วย Eocp และ samp ความถี่ลิง 1 Hz EIS ดำเนินการด้วยคลื่นไซน์ในช่วงความถี่ 0.01 ถึง 10,000 Hz โดยใช้แรงดันไฟฟ้า 5 มิลลิโวลต์ที่ Eocp ในสภาวะคงที่ ก่อนทำการกวาดศักย์ อิเล็กโทรดอยู่ในโหมดวงจรเปิดจนกว่าจะถึงค่าศักย์ไฟฟ้าอิสระที่เสถียร จากนั้นจึงเรียกใช้เส้นโค้งโพลาไรซ์จาก -0.2 ถึง 1.5 V เทียบกับ Eocp ที่อัตราการสแกน 0.166 mV/sE การทดสอบแต่ละครั้งทำซ้ำ 3 ครั้งโดยมีและไม่มี P. aeruginosa
ชิ้นงานสำหรับการวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาถูกขัดด้วยกระดาษ SiC แบบเปียก 2000 เม็ด จากนั้นขัดเพิ่มเติมด้วยสารแขวนลอยผง Al2O3 0.05 μm สำหรับการสังเกตด้วยแสง การวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาดำเนินการโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ชิ้นงานถูกแกะสลักด้วยสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 43 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก 43
หลังจากการบ่ม ตัวอย่างถูกล้าง 3 ครั้งด้วยน้ำเกลือฟอสเฟตบัฟเฟอร์ (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) จากนั้นแก้ไขด้วยกลูตาราลดีไฮด์ 2.5% (v/v) เป็นเวลา 10 ชั่วโมงเพื่อแก้ไขฟิล์มชีวภาพ ต่อมาถูกทำให้แห้งด้วยชุดที่ให้คะแนน (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% และ 100% v/v) ของเอทานอลก่อนที่จะทำให้แห้ง ในที่สุด พื้นผิวของตัวอย่างถูกสปัตเตอร์ด้วยฟิล์มสีทองเพื่อให้การนำไฟฟ้าสำหรับการสังเกต SEM ภาพ SEM โฟกัสไปที่จุดที่มีเซลล์ P. aeruginosa อาศัยอยู่มากที่สุดบนพื้นผิวของชิ้นงานแต่ละชิ้น ทำการวิเคราะห์ EDS เพื่อหาองค์ประกอบทางเคมี กล้องจุลทรรศน์ Zeiss Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germany) ถูกใช้วัดความลึกของหลุมเพื่อสังเกต หลุมการกัดกร่อนใต้ฟิล์มชีวภาพ ชิ้นทดสอบได้รับการทำความสะอาดตามมาตรฐานแห่งชาติจีน (CNS) GB/T4334.4-2000 ในขั้นแรก เพื่อขจัดผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนและฟิล์มชีวภาพบนพื้นผิวของชิ้นทดสอบ
การวิเคราะห์ด้วยรังสีเอกซ์โฟโตอิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี (XPS, ESCALAB250 ระบบวิเคราะห์พื้นผิว, Thermo VG, สหรัฐอเมริกา) ดำเนินการโดยใช้แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์สีเดียว (สายอะลูมิเนียม Kα ที่พลังงาน 1500 eV และกำลังไฟ 150 วัตต์) ในช่วงพลังงานยึดเกาะกว้าง 0 ภายใต้สภาวะมาตรฐาน –1350 eV สเปกตรัมความละเอียดสูงถูกบันทึกโดยใช้พลังงานส่งผ่าน 50 eV และขนาดขั้นละ 0.2 eV
ตัวอย่างที่บ่มไว้ถูกนำออกและล้างอย่างเบามือด้วย PBS (pH 7.4 ± 0.2) เป็นเวลา 15 วินาที45 เพื่อสังเกตความมีชีวิตของแบคทีเรียของฟิล์มชีวภาพบนตัวอย่าง ฟิล์มชีวภาพถูกย้อมโดยใช้ชุด BacLight Bacterial Viability Kit สด/ตาย (Invitrogen, Eugene, OR, USA)ชุดประกอบด้วยสีย้อมเรืองแสงสองสี สีย้อมเรืองแสงสีเขียว SYTO-9 และสีแดงเรืองแสง สีย้อมโพรพิเดียมไอโอไดด์ (PI) ภายใต้ CLSM จุดที่มีสีเขียวเรืองแสงและสีแดงแสดงถึงเซลล์ที่มีชีวิตและเซลล์ที่ตายแล้ว ตามลำดับ สำหรับการย้อมสี ส่วนผสม 1 มล. ที่มีสารละลาย 3 ไมโครลิตร SYTO-9 และ 3 ไมโครลิตร PI ถูกบ่มเป็นเวลา 20 นาทีที่อุณหภูมิห้อง (23 oC) ในที่มืด หลังจากนั้น ตัวอย่างสีถูกสังเกตที่ความยาวคลื่นสองช่วง (488 นาโนเมตรสำหรับเซลล์ที่มีชีวิต และ 559 นาโนเมตรสำหรับเซลล์ที่ตายแล้ว) โดยใช้ a เครื่อง Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japan) วัดความหนาของฟิล์มชีวภาพในโหมดสแกน 3 มิติ
วิธีอ้างอิงบทความนี้: Li, H. et al.Microbial corrosion of 2707 super duplex stainless steel by marine Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep.6, 20190;ดอย: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียดของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ LDX 2101 ในสารละลายคลอไรด์ต่อหน้า thiosulfate.coros.science.80, 205–212 (2014)
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS ผลของการบำบัดความร้อนด้วยสารละลายและไนโตรเจนในก๊าซป้องกันต่อความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนของรอยเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมซุปเปอร์ดูเพล็กซ์ 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. พฤติกรรมทางเคมีไฟฟ้าของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205 ในสารละลายอัลคาไลน์ที่มีค่า pH ต่างกันในที่ที่มีคลอไรด์ Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012)
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI ผลกระทบของแผ่นชีวะในทะเลต่อการกัดกร่อน: บทวิจารณ์โดยสังเขป Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008)