Grazzi talli żort Nature.com.Il-verżjoni tal-browser li qed tuża għandha appoġġ limitat għal CSS.Għall-aħjar esperjenza, nirrakkomandaw li tuża browser aġġornat (jew tiddiżattiva l-Modalità ta' Kompatibbiltà fl-Internet Explorer).Sadanittant, biex niżguraw appoġġ kontinwu, aħna se nirrendu s-sit mingħajr stili u JavaScript.
Il-korrużjoni mikrobjali (MIC) hija problema serja f'ħafna industriji, peress li tista 'twassal għal telf ekonomiku kbir.Super duplex stainless steel 2707 (2707 HDSS) jintuża f'ambjenti tal-baħar minħabba r-reżistenza kimika eċċellenti tiegħu.Madankollu, ir-reżistenza tiegħu għall-MIC ma ġietx murija b'mod sperimentali.Dan l-istudju eżamina l-imġieba tal-MIC 2707 HDSS ikkawżata mill-batterju aerobiku tal-baħar Pseudomonas aeruginosa.L-analiżi elettrokimika wriet li fil-preżenza ta 'biofilm ta' Pseudomonas aeruginosa fil-mezz 2216E, isseħħ bidla pożittiva fil-potenzjal ta 'korrużjoni u żieda fid-densità tal-kurrent tal-korrużjoni.L-analiżi tal-ispettroskopija tal-fotoelettroni tar-raġġi X (XPS) wriet tnaqqis fil-kontenut ta 'Cr fuq il-wiċċ tal-kampjun taħt il-bijofilm.L-analiżi viżwali tal-fosos wriet li l-bijofilm ta' P. aeruginosa ipproduċa fond massimu tal-ħofra ta' 0.69 µm matul 14-il jum ta' inkubazzjoni.Għalkemm dan huwa żgħir, jindika li 2707 HDSS mhuwiex kompletament immuni għall-MIC ta 'bijofilms ta' P. aeruginosa.
L-istainless steel duplex (DSS) jintużaw ħafna f'diversi industriji minħabba l-kombinazzjoni perfetta ta 'proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti u reżistenza għall-korrużjoni1,2.Madankollu, pitting lokalizzat għadu jseħħ u jaffettwa l-integrità ta 'dan l-azzar3,4.DSS mhuwiex reżistenti għall-korrużjoni mikrobjali (MIC)5,6.Minkejja l-firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet għal DSS, għad hemm ambjenti fejn ir-reżistenza għall-korrużjoni tad-DSS mhix biżżejjed għal użu fit-tul.Dan ifisser li huma meħtieġa materjali aktar għaljin b'reżistenza ogħla għall-korrużjoni.Jeon et al7 sabu li anke super duplex stainless steels (SDSS) għandhom xi limitazzjonijiet f'termini ta 'reżistenza għall-korrużjoni.Għalhekk, f'xi każijiet, huma meħtieġa azzar inossidabbli super duplex (HDSS) b'reżistenza ogħla għall-korrużjoni.Dan wassal għall-iżvilupp ta 'HDSS lig ħafna.
Ir-reżistenza għall-korrużjoni DSS tiddependi fuq il-proporzjon tal-fażijiet alfa u gamma u mnaqqsa fir-reġjuni Cr, Mo u W 8, 9, 10 ħdejn it-tieni fażi.HDSS fih kontenut għoli ta 'Cr, Mo u N11, għalhekk għandu reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti u valur għoli (45-50) tan-numru ta' reżistenza għall-pitting ekwivalenti (PREN) determinat minn wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo +) 0.5 wt.%W) + 16% wt.N12.Ir-reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti tagħha tiddependi fuq kompożizzjoni bilanċjata li fiha madwar 50% fażijiet ferritiċi (α) u 50% awstenitiċi (γ).HDSS għandu proprjetajiet mekkaniċi aħjar u reżistenza ogħla għall-korrużjoni tal-klorur.Reżistenza għall-korrużjoni mtejba testendi l-użu ta 'HDSS f'ambjenti tal-klorur aktar aggressivi bħal ambjenti tal-baħar.
L-MICs huma problema kbira f'ħafna industriji bħall-industriji taż-żejt u tal-gass u l-ilma14.MIC jammonta għal 20% tal-ħsara kollha tal-korrużjoni15.MIC hija korrużjoni bijoelettrokimika li tista 'tiġi osservata f'ħafna ambjenti.Il-bijofilms li jiffurmaw fuq uċuħ tal-metall ibiddlu l-kundizzjonijiet elettrokimiċi, u b'hekk jaffettwaw il-proċess ta 'korrużjoni.Huwa maħsub ħafna li l-korrużjoni MIC hija kkawżata minn bijofilms.Il-mikro-organiżmi elettroġeniċi jieklu l-metalli biex jiksbu l-enerġija li jeħtieġu biex jgħixu17.Studji reċenti tal-MIC wrew li l-EET (trasferiment tal-elettroni extraċellulari) huwa l-fattur li jillimita r-rata fil-MIC indott minn mikro-organiżmi elettroġeniċi.Zhang et al.18 wrew li l-intermedjarji tal-elettroni jaċċelleraw it-trasferiment tal-elettroni bejn iċ-ċelloli Desulfovibrio sessificans u l-istainless steel 304, li jirriżulta f'attakk MIC aktar sever.Anning et al.19 u Wenzlaff et al.20 wrew li bijofilms ta 'batterji korrużivi li jnaqqsu s-sulfat (SRBs) jistgħu jassorbu direttament l-elettroni minn sottostrati tal-metall, li jirriżultaw fi pitting sever.
DSS huwa magħruf li huwa suxxettibbli għall-MIC f'midja li jkun fiha SRBs, batterji li jnaqqsu l-ħadid (IRBs), eċċ. 21 .Dawn il-batterji jikkawżaw pitting lokalizzat fuq il-wiċċ tad-DSS taħt bijofilms22,23.B'differenza DSS, l-HDSS24 MIC mhix magħrufa sew.
Pseudomonas aeruginosa huwa batterju Gram-negattiv, mobbli, f'forma ta 'virga li huwa distribwit b'mod wiesa' fin-natura25.Pseudomonas aeruginosa huwa wkoll grupp mikrobjali ewlieni fl-ambjent tal-baħar, li jikkawża konċentrazzjonijiet MIC elevati.Pseudomonas huwa involut b'mod attiv fil-proċess ta 'korrużjoni u huwa rikonoxxut bħala kolonizzatur pijunier waqt il-formazzjoni tal-bijofilm.Mahat et al.28 u Yuan et al.29 wera li Pseudomonas aeruginosa għandha tendenza li żżid ir-rata ta 'korrużjoni ta' azzar ħafif u ligi f'ambjenti akkwatiċi.
L-għan ewlieni ta 'dan ix-xogħol kien li jinvestiga l-proprjetajiet ta' MIC 2707 HDSS ikkawżat mill-batterju aerobiku tal-baħar Pseudomonas aeruginosa bl-użu ta 'metodi elettrokimiċi, metodi ta' analiżi tal-wiċċ u analiżi tal-prodott tal-korrużjoni.Studji elettrokimiċi, inkluż potenzjal ta 'ċirkwit miftuħ (OCP), reżistenza tal-polarizzazzjoni lineari (LPR), spettroskopija ta' impedenza elettrokimika (EIS), u polarizzazzjoni dinamika potenzjali, saru biex tistudja l-imġieba tal-MIC 2707 HDSS.Twettqet analiżi spettrometrika dispersiva tal-enerġija (EDS) biex tiskopri elementi kimiċi fuq wiċċ imsadda.Barra minn hekk, l-ispettroskopija tal-fotoelettroni tar-raġġi X (XPS) intużat biex tiddetermina l-istabbiltà tal-passivazzjoni tal-film tal-ossidu taħt l-influwenza ta 'ambjent tal-baħar li fih Pseudomonas aeruginosa.Il-fond tal-fosos tkejjel taħt mikroskopju tal-iskannjar tal-laser konfokali (CLSM).
Tabella 1 turi l-kompożizzjoni kimika ta '2707 HDSS.Tabella 2 turi li 2707 HDSS għandu proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti b'qawwa ta 'rendiment ta' 650 MPa.Fuq il-fig.1 turi l-mikrostruttura ottika tas-soluzzjoni trattat bis-sħana 2707 HDSS.Fil-mikrostruttura li fiha madwar 50% fażijiet ta 'austenite u 50% ferrite, huma viżibbli meded tawwali ta' fażijiet ta 'austenite u ferrite mingħajr fażijiet sekondarji.
Fuq il-fig.2a turi l-potenzjal taċ-ċirkwit miftuħ (Eocp) kontra l-ħin ta 'espożizzjoni għal 2707 HDSS f'medja abijotika 2216E u brodu ta' P. aeruginosa għal 14-il jum f'37 ° C.Juri li l-akbar u l-aktar bidla sinifikanti fl-Eocp isseħħ fl-ewwel 24 siegħa.Il-valuri Eocp fiż-żewġ każijiet laħqu l-ogħla livell ta '-145 mV (meta mqabbel ma' SCE) madwar 16-il siegħa u mbagħad niżlu drastikament, u laħqu -477 mV (meta mqabbel ma 'SCE) u -236 mV (meta mqabbel ma' SCE) għall-kampjun abijotiku.u kupuni P Pseudomonas aeruginosa, rispettivament).Wara 24 siegħa, il-valur Eocp 2707 HDSS għal P. aeruginosa kien relattivament stabbli f'-228 mV (meta mqabbel ma 'SCE), filwaqt li l-valur korrispondenti għal kampjuni mhux bijoloġiċi kien madwar -442 mV (meta mqabbel ma' SCE).Eocp fil-preżenza ta 'P. aeruginosa kien pjuttost baxx.
Studju elettrokimiku ta' 2707 kampjun HDSS f'medju abijotiku u brodu ta' Pseudomonas aeruginosa f'37 °C:
(a) Eocp bħala funzjoni tal-ħin tal-espożizzjoni, (b) kurvi tal-polarizzazzjoni f'jum 14, (c) Rp bħala funzjoni tal-ħin tal-espożizzjoni, u (d) icorr bħala funzjoni tal-ħin tal-espożizzjoni.
It-Tabella 3 turi l-parametri tal-korrużjoni elettrokimika ta '2707 kampjuni HDSS esposti għal midja inokulata abijotika u Pseudomonas aeruginosa fuq perjodu ta' 14-il jum.It-tanġenti tal-kurvi ta 'l-anodu u l-katodu ġew estrapolati biex jinkisbu intersezzjonijiet li jagħtu densità tal-kurrent ta' korrużjoni (icorr), potenzjal ta 'korrużjoni (Ecorr) u inklinazzjoni Tafel (βα u βc) skont metodi standard30,31.
Kif muri fil-fig.2b, bidla 'l fuq fil-kurva P. aeruginosa rriżultat f'żieda fl-Ecorr meta mqabbla mal-kurva abijotika.Il-valur icorr, li huwa proporzjonali għar-rata ta 'korrużjoni, żdied għal 0.328 µA cm-2 fil-kampjun Pseudomonas aeruginosa, li huwa erba' darbiet akbar milli fil-kampjun mhux bijoloġiku (0.087 µA cm-2).
LPR huwa metodu elettrokimiku klassiku mhux distruttiv għal analiżi rapida tal-korrużjoni.Intuża wkoll għall-istudju tal-MIC32.Fuq il-fig.2c turi r-reżistenza tal-polarizzazzjoni (Rp) bħala funzjoni tal-ħin tal-espożizzjoni.Valur Rp ogħla jfisser inqas korrużjoni.Fl-ewwel 24 siegħa, Rp 2707 HDSS laħaq il-quċċata ta '1955 kΩ cm2 għal kampjuni abijotiċi u 1429 kΩ cm2 għal kampjuni ta' Pseudomonas aeruginosa.Il-Figura 2c turi wkoll li l-valur Rp naqas malajr wara jum wieħed u mbagħad baqa' relattivament mhux mibdul matul it-13-il jum li ġejjin.Il-valur Rp ta 'kampjun ta' Pseudomonas aeruginosa huwa ta 'madwar 40 kΩ cm2, li huwa ħafna inqas mill-valur ta' 450 kΩ cm2 ta 'kampjun mhux bijoloġiku.
Il-valur ta 'icorr huwa proporzjonali għar-rata ta' korrużjoni uniformi.Il-valur tiegħu jista’ jiġi kkalkulat mill-ekwazzjoni ta’ Stern-Giri li ġejja:
Skond Zoe et al.33, il-valur tipiku tal-inklinazzjoni Tafel B f'dan ix-xogħol ittieħdet bħala 26 mV/dec.Figura 2d turi li l-icorr tal-kampjun mhux bijoloġiku 2707 baqa 'relattivament stabbli, filwaqt li l-kampjun P. aeruginosa varja ħafna wara l-ewwel 24 siegħa.Il-valuri icorr tal-kampjuni ta 'P. aeruginosa kienu ordni ta' kobor ogħla minn dawk ta 'kontrolli mhux bijoloġiċi.Din it-tendenza hija konsistenti mar-riżultati tar-reżistenza tal-polarizzazzjoni.
L-EIS huwa metodu ieħor mhux distruttiv użat biex jikkaratterizza reazzjonijiet elettrokimiċi fuq uċuħ imsadda.Spettri ta 'impedenza u valuri ta' kapaċità kkalkulati ta 'kampjuni esposti għal ambjent abijotiku u soluzzjoni ta' Pseudomonas aeruginosa, reżistenza passiva ta 'film / bijofilm Rb iffurmat fuq il-wiċċ tal-kampjun, reżistenza għat-trasferiment ta' ċarġ Rct, kapaċità elettrika ta 'saff doppju Cdl (EDL) u parametri kostanti tal-element tal-fażi QCPE (CPE).Dawn il-parametri ġew analizzati aktar billi twaħħlu d-dejta bl-użu ta 'mudell ta' ċirkwit ekwivalenti (KEE).
Fuq il-fig.3 juri plottijiet Nyquist tipiċi (a u b) u plottijiet Bode (a' u b') għal 2707 kampjuni HDSS f'midja abijotika u brodu ta 'P. aeruginosa għal ħinijiet ta' inkubazzjoni differenti.Id-dijametru taċ-ċirku Nyquist jonqos fil-preżenza ta 'Pseudomonas aeruginosa.Il-plott ta 'Bode (Fig. 3b') juri ż-żieda fl-impedenza totali.Informazzjoni dwar il-kostanti tal-ħin ta' rilassament tista' tinkiseb mill-fażi massimi.Fuq il-fig.4 turi l-istrutturi fiżiċi bbażati fuq monosaff (a) u żewġ saff (b) u l-EECs korrispondenti.CPE huwa introdott fil-mudell tal-KEE.L-ammissjoni u l-impedenza tagħha huma espressi kif ġej:
Żewġ mudelli fiżiċi u ċirkwiti ekwivalenti korrispondenti għat-twaħħil tal-ispettru tal-impedenza tal-kampjun 2707 HDSS:
fejn Y0 huwa l-valur KPI, j huwa n-numru immaġinarju jew (-1)1/2, ω hija l-frekwenza angolari, n huwa l-indiċi tal-qawwa KPI inqas minn wieħed35.L-inverżjoni tar-reżistenza tat-trasferiment tal-ħlas (jiġifieri 1/Rct) tikkorrispondi għar-rata tal-korrużjoni.L-iżgħar Rct, l-ogħla rata ta 'korrużjoni27.Wara 14-il jum ta 'inkubazzjoni, l-Rct tal-kampjuni ta' Pseudomonas aeruginosa laħaq 32 kΩ cm2, li huwa ħafna inqas mill-489 kΩ cm2 ta 'kampjuni mhux bijoloġiċi (Tabella 4).
L-immaġini CLSM u l-immaġini SEM fil-Figura 5 juru biċ-ċar li l-kisi tal-bijofilm fuq il-wiċċ tal-kampjun HDSS 2707 wara 7 ijiem huwa dens.Madankollu, wara 14-il jum, il-kopertura tal-bijofilm kienet fqira u dehru xi ċelluli mejta.It-Tabella 5 turi l-ħxuna tal-bijofilm fuq 2707 kampjuni HDSS wara espożizzjoni għal P. aeruginosa għal 7 u 14-il jum.Il-ħxuna massima tal-bijofilm inbidlet minn 23.4 µm wara 7 ijiem għal 18.9 µm wara 14-il jum.Il-ħxuna medja tal-bijofilm ikkonfermat ukoll din it-tendenza.Naqas minn 22.2 ± 0.7 μm wara 7 ijiem għal 17.8 ± 1.0 μm wara 14-il jum.
(a) immaġni CLSM 3-D f'7 ijiem, (b) immaġni CLSM 3-D f'14-il jum, (c) immaġni SEM f'7 ijiem, u (d) immaġni SEM f'14-il jum.
L-EMF żvela elementi kimiċi f'bijofilms u prodotti tal-korrużjoni fuq kampjuni esposti għal P. aeruginosa għal 14-il jum.Fuq il-fig.Il-Figura 6 turi li l-kontenut ta 'C, N, O, u P fil-bijofilms u l-prodotti tal-korrużjoni huwa ogħla b'mod sinifikanti milli fil-metalli puri, peress li dawn l-elementi huma assoċjati ma' bijofilms u l-metaboliti tagħhom.Il-mikrobi jeħtieġu biss traċċi ta' kromju u ħadid.Livelli għoljin ta 'Cr u Fe fil-bijofilm u prodotti ta' korrużjoni fuq il-wiċċ tal-kampjuni jindikaw li l-matriċi tal-metall tilfet elementi minħabba l-korrużjoni.
Wara 14-il jum, ħofor bi u mingħajr P. aeruginosa ġew osservati fil-medju 2216E.Qabel l-inkubazzjoni, il-wiċċ tal-kampjuni kien lixx u mingħajr difetti (Fig. 7a).Wara l-inkubazzjoni u t-tneħħija tal-bijofilm u l-prodotti tal-korrużjoni, l-aktar ħofor fonda fuq il-wiċċ tal-kampjuni ġew eżaminati bl-użu ta 'CLSM, kif muri fil-Fig. 7b u c.Ma nstabet l-ebda pitting ovvju fuq il-wiċċ ta' kontrolli mhux bijoloġiċi (fond massimu ta' pitting 0.02 µm).Il-fond massimu tal-fossa ikkawżat minn P. aeruginosa kien 0.52 µm f'7 ijiem u 0.69 µm f'14-il jum, ibbażat fuq il-fond massimu medju tal-fossa minn 3 kampjuni (10 fond massimi tal-fossa ġew magħżula għal kull kampjun).Kisba ta' 0.42 ± 0.12 µm u 0.52 ± 0.15 µm, rispettivament (Tabella 5).Dawn il-valuri tal-fond tat-toqba huma żgħar iżda importanti.
(a) qabel l-espożizzjoni, (b) 14-il jum f'ambjent abijotiku, u (c) 14-il jum fil-brodu ta' Pseudomonas aeruginosa.
Fuq il-fig.Tabella 8 turi l-ispettri XPS ta 'diversi uċuħ tal-kampjun, u l-kompożizzjoni kimika analizzata għal kull wiċċ hija miġbura fil-qosor fit-Tabella 6. Fit-Tabella 6, il-perċentwali atomiċi ta' Fe u Cr fil-preżenza ta 'P. aeruginosa (kampjuni A u B) kienu ferm aktar baxxi minn dawk tal-kontrolli mhux bijoloġiċi.(kampjuni C u D).Għal kampjun ta' P. aeruginosa, il-kurva spettrali fil-livell tan-nukleu Cr 2p twaħħlet ma' erba' komponenti tal-quċċata b'enerġiji li jorbtu (BE) ta' 574.4, 576.6, 578.3 u 586.8 eV, li jistgħu jiġu attribwiti għal Cr, Cr2O3, CrO3 .u Cr (OH) 3, rispettivament (Fig. 9a u b).Għal kampjuni mhux bijoloġiċi, l-ispettru tal-livell Cr 2p ewlieni fih żewġ qċaċet ewlenin għal Cr (573.80 eV għal BE) u Cr2O3 (575.90 eV għal BE) fil-Fig.9c u d, rispettivament.L-aktar differenza impressjonanti bejn kampjuni abijotiċi u kampjuni ta 'P. aeruginosa kienet il-preżenza ta' Cr6+ u proporzjon relattiv ogħla ta 'Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) taħt il-bijofilm.
L-ispettri wiesgħa XPS tal-wiċċ tal-kampjun 2707 HDSS f'żewġ midja huma 7 u 14-il jum, rispettivament.
(a) 7 ijiem espożizzjoni għal P. aeruginosa, (b) 14-il jum espożizzjoni għal P. aeruginosa, (c) 7 ijiem f'ambjent abijotiku, u (d) 14-il jum f'ambjent abijotiku.
HDSS juri livell għoli ta 'reżistenza għall-korrużjoni fil-biċċa l-kbira tal-ambjenti.Kim et al.2 irrapportaw li HDSS UNS S32707 kien identifikat bħala DSS lig ħafna b'PREN akbar minn 45. Il-valur PREN tal-kampjun 2707 HDSS f'dan ix-xogħol kien 49. Dan huwa dovut għall-kontenut għoli ta 'kromju u l-kontenut għoli ta' molibdenu u nikil, li huma utli f'ambjenti aċidużi.u ambjenti b'kontenut għoli ta' klorur.Barra minn hekk, kompożizzjoni bbilanċjata tajjeb u mikrostruttura mingħajr difetti huma ta 'benefiċċju għall-istabbiltà strutturali u r-reżistenza għall-korrużjoni.Madankollu, minkejja r-reżistenza kimika eċċellenti tagħha, id-dejta sperimentali f'dan ix-xogħol tissuġġerixxi li 2707 HDSS mhuwiex kompletament immuni għal MICs tal-bijofilm ta 'P. aeruginosa.
Ir-riżultati elettrokimiċi wrew li r-rata ta 'korrużjoni ta' 2707 HDSS fil-brodu ta 'P. aeruginosa żdiedet b'mod sinifikanti wara 14-il jum meta mqabbla mal-ambjent mhux bijoloġiku.Fil-Figura 2a, kien osservat tnaqqis fl-Eocp kemm fil-medju abijotiku kif ukoll fil-brodu P. aeruginosa matul l-ewwel 24 siegħa.Wara dan, il-bijofilm ikopri kompletament il-wiċċ tal-kampjun, u Eocp isir relattivament stabbli36.Madankollu, il-livell Eocp bijoloġiku kien ħafna ogħla mil-livell Eocp mhux bijoloġiku.Hemm raġunijiet biex wieħed jemmen li din id-differenza hija assoċjata mal-formazzjoni ta 'bijofilms ta' P. aeruginosa.Fuq il-fig.2d fil-preżenza ta 'P. aeruginosa, il-valur icorr 2707 HDSS laħaq 0.627 μA cm-2, li huwa ordni ta' kobor ogħla minn dak tal-kontroll abijotiku (0.063 μA cm-2), li kien konsistenti mal-valur Rct imkejjel mill-EIS.Matul l-ewwel ftit jiem, il-valuri ta 'impedenza fil-brodu P. aeruginosa żdiedu minħabba t-twaħħil ta' ċelluli P. aeruginosa u l-formazzjoni ta 'bijofilms.Madankollu, meta l-bijofilm ikopri kompletament il-wiċċ tal-kampjun, l-impedenza tonqos.Is-saff protettiv huwa attakkat primarjament minħabba l-formazzjoni ta 'bijofilms u metaboliti tal-bijofilm.Konsegwentement, ir-reżistenza għall-korrużjoni naqset maż-żmien u t-twaħħil ta 'P. aeruginosa ikkawża korrużjoni lokalizzata.Ix-xejriet fl-ambjenti abijotiċi kienu differenti.Ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-kontroll mhux bijoloġiku kienet ħafna ogħla mill-valur korrispondenti tal-kampjuni esposti għall-brodu P. aeruginosa.Barra minn hekk, għal adeżjonijiet abijotiċi, il-valur Rct 2707 HDSS laħaq 489 kΩ cm2 f'jum 14, li huwa 15-il darba ogħla mill-valur Rct (32 kΩ cm2) fil-preżenza ta 'P. aeruginosa.Għalhekk, 2707 HDSS għandu reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti f'ambjent sterili, iżda mhuwiex reżistenti għall-MICs minn bijofilms ta 'P. aeruginosa.
Dawn ir-riżultati jistgħu jiġu osservati wkoll mill-kurvi tal-polarizzazzjoni fil-Fig.2b.Fergħat anodiċi ġew assoċjati ma 'formazzjoni ta' bijofilm ta 'Pseudomonas aeruginosa u reazzjonijiet ta' ossidazzjoni tal-metall.F'dan il-każ, ir-reazzjoni katodika hija t-tnaqqis tal-ossiġnu.Il-preżenza ta 'P. aeruginosa żiedet b'mod sinifikanti d-densità tal-kurrent tal-korrużjoni, madwar ordni ta' kobor ogħla milli fil-kontroll abijotiku.Dan jindika li l-bijofilm P. aeruginosa itejjeb il-korrużjoni lokalizzata ta '2707 HDSS.Yuan et al.29 sabu li d-densità tal-kurrent tal-korrużjoni tal-liga Cu-Ni 70/30 żdiedet taħt l-azzjoni tal-bijofilm P. aeruginosa.Dan jista 'jkun minħabba l-bijokatalisi tat-tnaqqis tal-ossiġnu mill-bijofilms ta' Pseudomonas aeruginosa.Din l-osservazzjoni tista 'wkoll tispjega l-MIC 2707 HDSS f'dan ix-xogħol.Jista 'jkun hemm ukoll inqas ossiġnu taħt bijofilms aerobiċi.Għalhekk, ir-rifjut li jerġa 'passiva l-wiċċ tal-metall bl-ossiġnu jista' jkun fattur li jikkontribwixxi għall-MIC f'dan ix-xogħol.
Dickinson et al.38 issuġġerixxa li r-rata ta 'reazzjonijiet kimiċi u elettrokimiċi tista' tiġi affettwata direttament mill-attività metabolika ta 'batterji sessili fuq il-wiċċ tal-kampjun u n-natura tal-prodotti tal-korrużjoni.Kif muri fil-Figura 5 u t-Tabella 5, in-numru ta 'ċelluli u l-ħxuna tal-bijofilm naqsu wara 14-il jum.Dan jista 'raġonevolment jiġi spjegat mill-fatt li wara 14-il jum, il-biċċa l-kbira taċ-ċelloli sessili fuq il-wiċċ ta' 2707 HDSS mietu minħabba t-tnaqqis tan-nutrijenti fil-medju 2216E jew ir-rilaxx ta 'jonji tal-metall tossiċi mill-matriċi 2707 HDSS.Din hija limitazzjoni tal-esperimenti tal-lott.
F'dan ix-xogħol, bijofilm ta 'P. aeruginosa kkontribwixxa għat-tnaqqis lokali ta' Cr u Fe taħt il-bijofilm fuq il-wiċċ ta '2707 HDSS (Fig. 6).Tabella 6 turi t-tnaqqis f'Fe u Cr fil-kampjun D meta mqabbel mal-kampjun C, li tindika li l-Fe u Cr maħlul ikkawżati mill-bijofilm P. aeruginosa baqgħu jippersistu għall-ewwel 7 ijiem.L-ambjent 2216E jintuża biex jissimula l-ambjent tal-baħar.Fih 17700 ppm Cl-, li huwa komparabbli mal-kontenut tiegħu fl-ilma baħar naturali.Il-preżenza ta '17700 ppm Cl- kienet ir-raġuni ewlenija għat-tnaqqis ta' Cr f'kampjuni abijotiċi ta '7 u 14-il jum analizzati minn XPS.Meta mqabbel ma 'kampjuni ta' P. aeruginosa, ix-xoljiment ta 'Cr f'kampjuni abijotiċi kien ħafna inqas minħabba r-reżistenza qawwija ta' 2707 HDSS għall-kloru taħt kundizzjonijiet abijotiċi.Fuq il-fig.9 juri l-preżenza ta 'Cr6 + fil-film passivating.Jista 'jkun involut fit-tneħħija tal-kromju minn uċuħ tal-azzar minn bijofilms ta' P. aeruginosa, kif issuġġerit minn Chen u Clayton.
Minħabba t-tkabbir batterjali, il-valuri tal-pH tal-medju qabel u wara l-kultivazzjoni kienu 7.4 u 8.2, rispettivament.Għalhekk, taħt il-bijofilm P. aeruginosa, il-korrużjoni tal-aċidu organiku mhux probabbli li tikkontribwixxi għal dan ix-xogħol minħabba l-pH relattivament għoli fil-medja tal-massa.Il-pH tal-mezz ta 'kontroll mhux bijoloġiku ma nbidilx b'mod sinifikanti (minn 7.4 inizjali sa 7.5 finali) matul il-perjodu tat-test ta' 14-il jum.Iż-żieda fil-pH fil-medju tat-tilqim wara l-inkubazzjoni kienet assoċjata mal-attività metabolika ta 'P. aeruginosa u nstabet li kellha l-istess effett fuq il-pH fin-nuqqas ta' strixxi tat-test.
Kif muri fil-Figura 7, il-fond massimu tal-fossa ikkawżat mill-bijofilm ta 'P. aeruginosa kien 0.69 µm, li huwa ħafna akbar minn dak tal-medju abijotiku (0.02 µm).Dan huwa konsistenti mad-dejta elettrokimika deskritta hawn fuq.Il-fond tal-ħofra ta' 0.69 µm huwa aktar minn għaxar darbiet iżgħar mill-valur ta' 9.5 µm irrappurtat għal 2205 DSS taħt l-istess kundizzjonijiet.Din id-dejta turi li 2707 HDSS juri reżistenza aħjar għall-MICs minn 2205 DSS.Dan m'għandux ikun sorpriża peress li 2707 HDSS għandu livelli ogħla ta 'Cr li jipprovdu passivazzjoni itwal, aktar diffiċli biex titneħħa P. aeruginosa, u minħabba l-istruttura tal-fażi bilanċjata tagħha mingħajr preċipitazzjoni sekondarja ta' ħsara tikkawża pitting.
Bħala konklużjoni, instabu ħofor MIC fuq il-wiċċ ta '2707 HDSS fil-brodu P. aeruginosa meta mqabbla ma' ħofor insinifikanti fl-ambjent abijotiku.Dan ix-xogħol juri li 2707 HDSS għandu reżistenza aħjar għall-MIC minn 2205 DSS, iżda mhuwiex kompletament immuni għall-MIC minħabba l-bijofilm ta 'P. aeruginosa.Dawn ir-riżultati jgħinu fl-għażla ta 'azzar li ma jissaddadx adattat u l-istennija tal-ħajja għall-ambjent tal-baħar.
Kupun għal 2707 HDSS ipprovdut mill-Iskola tal-Metallurġija tal-Università tal-Grigal (NEU) f'Shenyang, iċ-Ċina.Il-kompożizzjoni elementali ta '2707 HDSS tidher fit-Tabella 1, li ġiet analizzata mid-Dipartiment tal-Analiżi u l-Ittestjar tal-Materjali NEU.Il-kampjuni kollha ġew ittrattati għal soluzzjoni solida f'1180 ° C għal siegħa.Qabel l-ittestjar tal-korrużjoni, 2707 HDSS f'forma ta 'munita b'erja tal-wiċċ miftuħa ta' fuq ta '1 cm2 ġie illustrat għal 2000 grit b'sandpaper tal-karbur tas-silikon u mbagħad illustrat b'demel likwidu tat-trab Al2O3 ta' 0.05 µm.Il-ġnub u l-qiegħ huma protetti b'żebgħa inerti.Wara t-tnixxif, il-kampjuni ġew maħsula b'ilma dejonizzat sterili u sterilizzati b'75% (v/v) etanol għal 0.5 sigħat.Imbagħad ġew imnixxfa bl-arja taħt dawl ultravjola (UV) għal 0.5 sigħat qabel l-użu.
Razza tal-Baħar Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 inxtara miċ-Ċentru tal-Ġbir tal-Kultura tal-Baħar Xiamen (MCCC), iċ-Ċina.Pseudomonas aeruginosa tkabbar taħt kundizzjonijiet aerobiċi f'37 ° C. fi fliexken ta '250 ml u ċelluli elettrokimiċi tal-ħġieġ ta' 500 ml bl-użu ta 'mezz likwidu Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Ċina).Il-medju fih (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 SrBr 16 6NH26NH3, 3.0016 NH3 5.0 peptone, 1.0 estratt tal-ħmira u 0.1 ċitrat tal-ħadid.Awtoklavi f'121°C għal 20 minuta qabel it-tilqim.Għadd ċelluli sessili u planktoniċi b'emoċitometru taħt mikroskopju tad-dawl b'ingrandiment ta' 400x.Il-konċentrazzjoni inizjali ta' Pseudomonas aeruginosa planktonika immedjatament wara t-tilqim kienet ta' madwar 106 ċelluli/ml.
It-testijiet elettrokimiċi twettqu f'ċellula tal-ħġieġ klassika bi tliet elettrodi b'volum medju ta '500 ml.Il-folja tal-platinu u l-elettrodu tal-kalomel saturat (SAE) ġew imqabbda mar-reattur permezz ta 'kapillari Luggin mimlija b'pontijiet tal-melħ, li servew bħala elettrodi ta' kontro u ta 'referenza, rispettivament.Għall-manifattura ta 'elettrodi tax-xogħol, wajer tar-ram bil-gomma kien imwaħħal ma' kull kampjun u mgħotti b'reżina epossidika, u ħalla madwar 1 cm2 ta 'żona mhux protetta għall-elettrodu tax-xogħol fuq naħa waħda.Waqt il-kejl elettrokimiku, il-kampjuni tqiegħdu fil-mezz 2216E u miżmuma f'temperatura kostanti ta 'inkubazzjoni (37 ° C) f'banju ta' l-ilma.OCP, LPR, EIS u data ta 'polarizzazzjoni dinamika potenzjali tkejlu bl-użu ta' potentiostat Autolab (Referenza 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).It-testijiet LPR ġew irreġistrati b'rata ta 'skan ta' 0.125 mV s-1 fil-medda ta '-5 sa 5 mV b'Eocp u rata ta' kampjunar ta '1 Hz.EIS twettqet b'mewġa sine fuq medda ta 'frekwenza ta' 0.01 sa 10,000 Hz bl-użu ta 'vultaġġ applikat ta' 5 mV fi Eocp fi stat fiss.Qabel il-knis potenzjali, l-elettrodi kienu fil-mod idle sakemm intlaħaq valur stabbli tal-potenzjal ta 'korrużjoni ħieles.Il-kurvi tal-polarizzazzjoni ġew imbagħad imkejla minn -0.2 sa 1.5 V bħala funzjoni ta 'Eocp b'rata ta' skan ta '0.166 mV/s.Kull test ġie ripetut 3 darbiet bi u mingħajr P. aeruginosa.
Kampjuni għall-analiżi metallografika ġew illustrati mekkanikament b'karta SiC imxarrba 2000 grit u mbagħad illustrati aktar b'sospensjoni ta 'trab Al2O3 ta' 0.05 µm għal osservazzjoni ottika.Analiżi metallografika saret bl-użu ta 'mikroskopju ottiku.Il-kampjuni ġew inċiżi b'soluzzjoni ta '10% wt ta' idrossidu tal-potassju 43.
Wara l-inkubazzjoni, il-kampjuni ġew maħsula 3 darbiet b'saline buffered phosphate (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) u mbagħad iffissati b'2.5% (v/v) glutaraldehyde għal 10 sigħat biex jiffissaw il-bijofilms.Imbagħad ġie deidrat b'etanol lott (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% u 100% bil-volum) qabel it-tnixxif bl-arja.Fl-aħħarnett, film tad-deheb jiġi depożitat fuq il-wiċċ tal-kampjun biex jipprovdi konduttività għall-osservazzjoni SEM.L-immaġini SEM kienu ffukati fuq tikek bl-aktar ċelluli sessili P. aeruginosa fuq il-wiċċ ta 'kull kampjun.Wettaq analiżi EDS biex issib elementi kimiċi.Mikroskopju tal-iskannjar tal-laser konfokali Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, il-Ġermanja) intuża biex ikejjel il-fond tal-fossa.Biex tosserva ħofor tal-korrużjoni taħt il-bijofilm, il-kampjun tat-test l-ewwel ġie mnaddaf skont l-Istandard Nazzjonali Ċiniż (CNS) GB/T4334.4-2000 biex jitneħħew il-prodotti tal-korrużjoni u l-bijofilm mill-wiċċ tal-kampjun tat-test.
L-analiżi tal-ispettroskopija tal-fotoelettroni tar-raġġi X (XPS, sistema ta 'analiżi tal-wiċċ ESCALAB250, Thermo VG, USA) saret bl-użu ta' sors ta 'raġġi X monokromatiċi (linja Aluminum Kα b'enerġija ta' 1500 eV u qawwa ta '150 W) f'firxa wiesgħa ta' enerġiji li jorbtu 0 taħt kundizzjonijiet standard ta' –1350 eV.Spettri ta 'riżoluzzjoni għolja ġew irreġistrati bl-użu ta' enerġija ta 'trażmissjoni ta' 50 eV u pass ta '0.2 eV.
Il-kampjuni inkubati tneħħew u maħsula bil-mod b'PBS (pH 7.4 ± 0.2) għal 15 s45.Biex tosserva l-vijabbiltà batterjali tal-bijofilms fuq il-kampjuni, il-bijofilms ġew imtebba bl-użu tal-Kit tal-Vijabilità Batterjali LIVE/DEAD BacLight (Invitrogen, Eugene, OR, USA).Il-kit fih żewġ żebgħa fluworexxenti: żebgħa fluworexxenti ħadra SYTO-9 u żebgħa fluworexxenti ħamra tal-jodur tal-propidju (PI).F'CLSM, tikek fluworexxenti ħodor u ħomor jirrappreżentaw ċelluli ħajjin u mejta, rispettivament.Għat-tbajja’, 1 ml ta’ taħlita li fiha 3 µl ta’ SYTO-9 u 3 µl ta’ soluzzjoni PI ġiet inkubata għal 20 minuta f’temperatura tal-kamra (23°C) fid-dlam.Minn hemm 'il quddiem, il-kampjuni mtebbgħin ġew eżaminati f'żewġ wavelengths (488 nm għal ċelloli ħajjin u 559 nm għal ċelloli mejta) bl-użu ta' apparat Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Ġappun).Il-ħxuna tal-bijofilm ġiet imkejla fil-modalità ta 'skannjar 3D.
Kif tikkwota dan l-artikolu: Li, H. et al.Korrużjoni mikrobjali ta '2707 super duplex stainless steel minn Pseudomonas aeruginosa bijofilm marittimu.ix-xjenza.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress qsim tal-korrużjoni ta 'l-azzar inossidabbli duplex LDX 2101 f'soluzzjonijiet ta' klorur fil-preżenza ta 'thiosulphate. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress qsim tal-korrużjoni ta 'l-azzar inossidabbli duplex LDX 2101 f'soluzzjonijiet ta' klorur fil-preżenza ta 'thiosulphate. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нерозионой нерозионное нерозионное ворах хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress qsim tal-korrużjoni ta 'l-istainless steel duplex LDX 2101 f'soluzzjonijiet ta' klorur fil-preżenza ta '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丩溶液丩溶液 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相stainless steel在福代sulfate分下下南性性生于中图像剧惂像剧 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нерозионой нерозионное нерозионное воре хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress qsim tal-korrużjoni ta 'l-istainless steel duplex LDX 2101 f'soluzzjoni ta' klorur fil-preżenza ta 'thiosulfate.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Effetti ta 'soluzzjoni ta' trattament bis-sħana u nitroġenu fil-gass protettiv fuq ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-pitting ta 'weldjaturi ta' l-istainless steel hyper duplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Effetti ta 'soluzzjoni ta' trattament bis-sħana u nitroġenu fil-gass protettiv fuq ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-pitting ta 'weldjaturi ta' l-istainless steel hyper duplex.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS u Park, YS Effett tat-trattament tas-sħana ta 'soluzzjoni solida u nitroġenu fil-gass protettiv fuq ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-pitting ta' weldjaturi ta 'l-istainless steel hyperduplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS 固溶热处理和保护气体中的氮气对超双相不锈钢焊缝抗焊缝抗点胍胀抗点胍 Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS u Park, YS Effett tat-trattament tas-sħana tas-soluzzjoni u n-nitroġenu fil-gass protettiv fuq ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-pitting tal-weldjaturi tal-istainless steel super duplex.koros.ix-xjenza.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Studju komparattiv fil-kimika ta 'pitting indott b'mod mikrobjali u elettrokimiku ta' l-istainless steel 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Studju komparattiv fil-kimika ta 'pitting indott b'mod mikrobjali u elettrokimiku ta' l-istainless steel 316L.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. u Lewandowski, Z. Studju kimiku komparattiv ta 'pitting mikrobijoloġiku u elettrokimiku ta' l-istainless steel 316L. 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. u Lewandowski, Z. Studju kimiku komparattiv ta 'pitting mikrobijoloġiku u elettrokimiku indott fl-istainless steel 316L.koros.ix-xjenza.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. L-imġieba elettrokimika ta '2205 stainless steel duplex f'soluzzjonijiet alkalini b'pH differenti fil-preżenza ta' klorur. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. L-imġieba elettrokimika ta '2205 stainless steel duplex f'soluzzjonijiet alkalini b'pH differenti fil-preżenza ta' klorur.Luo H., Dong KF, Lee HG u Xiao K. Imġieba elettrokimika ta 'l-istainless steel duplex 2205 f'soluzzjonijiet alkalini b'pH differenti fil-preżenza ta' klorur. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的甦衖化在氯化物存在下不同pH Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Imġieba elettrokimika ta '双相azzar li ma jissaddadx fil-preżenza ta' klorur f'pH differenti f'soluzzjoni alkalina.Luo H., Dong KF, Lee HG u Xiao K. Imġieba elettrokimika ta 'l-istainless steel duplex 2205 f'soluzzjonijiet alkalini b'pH differenti fil-preżenza ta' klorur.Electrochem.Magazine.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI L-influwenza tal-bijofilms tal-baħar fuq il-korrużjoni: Reviżjoni konċiża. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI L-influwenza tal-bijofilms tal-baħar fuq il-korrużjoni: Reviżjoni konċiża.Little, BJ, Lee, JS u Ray, RI Effett tal-Bijofilms tal-Baħar fuq il-Korrużjoni: Reviżjoni qasira. 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, RILittle, BJ, Lee, JS u Ray, RI Effett tal-Bijofilms tal-Baħar fuq il-Korrużjoni: Reviżjoni qasira.Electrochem.Magazine.54, 2-7 (2008).