Dankon pro via vizito al Nature.com. La retumilversio, kiun vi uzas, havas limigitan subtenon por CSS. Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu la Kongruecan Reĝimon en Internet Explorer). Dume, por certigi daŭran subtenon, ni prezentos la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Mikroba korodo (MIC) estas grava problemo en multaj industrioj, ĉar ĝi povas konduki al grandegaj ekonomiaj perdoj. Superdupleksa rustorezista ŝtalo 2707 (2707 HDSS) estas uzata en maraj medioj pro sia bonega kemia rezisto. Tamen, ĝia rezisto al MIC ne estis eksperimente montrita. Ĉi tiu studo ekzamenis la konduton de MIC 2707 HDSS kaŭzita de la mara aeroba bakterio Pseudomonas aeruginosa. Elektrokemia analizo montris, ke en la ĉeesto de Pseudomonas aeruginosa biofilmo en la 2216E-medio, okazas pozitiva ŝanĝo en la koroda potencialo kaj pliiĝo en la koroda kurentdenseco. Analizo de rentgen-fotoelektrona spektroskopio (XPS) montris malpliiĝon en la Cr-enhavo sur la surfaco de la specimeno sub la biofilmo. Vida analizo de la kavetoj montris, ke la P. aeruginosa biofilmo produktis maksimuman kavetoprofundon de 0.69 µm dum 14 tagoj da inkubacio. Kvankam ĉi tio estas malgranda, ĝi indikas, ke 2707 HDSS ne estas tute imuna kontraŭ la MIC de P. aeruginosa biofilmoj.
Dupleksaj neoksideblaj ŝtaloj (DSS) estas vaste uzataj en diversaj industrioj pro la perfekta kombinaĵo de bonegaj mekanikaj ecoj kaj korodrezisto1,2. Tamen, lokalaj kaviĝoj ankoraŭ okazas kaj influas la integrecon de ĉi tiu ŝtalo3,4. DSS ne estas rezistema al mikroba korodo (MIC)5,6. Malgraŭ la vasta gamo de aplikoj por DSS, ankoraŭ ekzistas medioj kie la korodrezisto de DSS ne sufiĉas por longdaŭra uzo. Tio signifas, ke pli multekostaj materialoj kun pli alta korodrezisto estas necesaj. Jeon et al7 trovis, ke eĉ superdupleksaj neoksideblaj ŝtaloj (SDSS) havas iujn limigojn rilate al korodrezisto. Tial, en iuj kazoj, superdupleksaj neoksideblaj ŝtaloj (HDSS) kun pli alta korodrezisto estas necesaj. Tio kondukis al la disvolviĝo de alt-alojita HDSS.
Kororezisto de DSS dependas de la proporcio de alfa- kaj gama-fazoj kaj malpleniĝas en Cr, Mo kaj W-regionoj 8, 9, 10 apud la dua fazo. HDSS enhavas altan enhavon de Cr, Mo kaj N11, tial ĝi havas bonegan korodreziston kaj altan valoron (45-50) de la ekvivalenta kaviĝrezista nombro (PREN) determinita per pez.% Cr + 3.3 (pez.% Mo + 0.5 pez.%W) + 16% pez. N12. Ĝia bonega korodrezisto dependas de ekvilibra konsisto enhavanta proksimume 50% feritajn (α) kaj 50% aŭstenitajn (γ) fazojn. HDSS havas pli bonajn mekanikajn ecojn kaj pli altan reziston al klorida korodo. Plibonigita korodrezisto plilongigas la uzon de HDSS en pli agresemaj kloridaj medioj, kiel ekzemple maraj medioj.
MIC-oj estas grava problemo en multaj industrioj kiel ekzemple la nafto- kaj gaso- kaj akvoindustrioj14. MIC respondecas pri 20% de ĉiuj korodaj damaĝoj15. MIC estas bioelektrokemia korodo, kiu observeblas en multaj medioj. Biofilmoj, kiuj formiĝas sur metalaj surfacoj, ŝanĝas la elektrokemiajn kondiĉojn, tiel influante la korodan procezon. Oni ĝenerale kredas, ke MIC-korodo estas kaŭzita de biofilmoj. Elektrogenaj mikroorganismoj formanĝas metalojn por akiri la energion, kiun ili bezonas por pluvivi17. Lastatempaj MIC-studoj montris, ke EET (eksterĉela elektrona translokigo) estas la rapid-limiga faktoro en MIC induktita de elektrogenaj mikroorganismoj. Zhang et al.18 montris, ke elektronaj perantoj akcelas la translokigon de elektronoj inter Desulfovibrio sessificans-ĉeloj kaj rustorezista ŝtalo 304, rezultante en pli severa MIC-atako. Anning et al.19 kaj Wenzlaff et al.20 montris, ke biofilmoj de korodaj sulfat-reduktantaj bakterioj (SRB) povas rekte absorbi elektronojn de metalaj substratoj, rezultante en severa kaviĝo.
DSS estas konata kiel sentema al MIC en medioj enhavantaj SRB-ojn, fer-reduktantajn bakteriojn (IRB-ojn), ktp.21. Ĉi tiuj bakterioj kaŭzas lokalizitan kaviĝon sur la surfaco de DSS sub biofilmoj22,23. Male al DSS, la HDSS24 MIC ne estas bone konata.
Pseudomonas aeruginosa estas Gram-negativa, motila, bastonforma bakterio vaste distribuita en la naturo25. Pseudomonas aeruginosa ankaŭ estas grava mikroba grupo en la mara medio, kaŭzante pliigitajn MIC-koncentriĝojn. Pseudomonas aktive partoprenas en la korodprocezo kaj estas agnoskita kiel pionira koloniigisto dum biofilmformado. Mahat et al. 28 kaj Yuan et al. 29 montris, ke Pseudomonas aeruginosa emas pliigi la korodrapidecon de mola ŝtalo kaj alojoj en akvaj medioj.
La ĉefa celo de ĉi tiu laboro estis esplori la ecojn de MIC 2707 HDSS kaŭzitajn de la mara aeroba bakterio Pseudomonas aeruginosa uzante elektrokemiajn metodojn, surfacajn analizajn metodojn kaj korodan produktan analizon. Elektrokemiaj studoj, inkluzive de malfermcirkvita potencialo (OCP), lineara polariza rezisto (LPR), elektrokemia impedanca spektroskopio (EIS), kaj potenciala dinamika polarigo, estis faritaj por studi la konduton de la MIC 2707 HDSS. Energi-dispersa spektrometria analizo (EDS) estis efektivigita por detekti kemiajn elementojn sur korodita surfaco. Krome, rentgen-fotoelektrona spektroskopio (XPS) estis uzata por determini la stabilecon de oksida filmpasivigo sub la influo de mara medio enhavanta Pseudomonas aeruginosa. La profundo de la kavaĵoj estis mezurita per konfokusa lasera skana mikroskopo (CLSM).
Tabelo 1 montras la kemian konsiston de 2707 HDSS. Tabelo 2 montras, ke 2707 HDSS havas bonegajn mekanikajn ecojn kun streĉlimo de 650 MPa. Figuro 1 montras la optikan mikrostrukturon de solva varmotraktita 2707 HDSS. En la mikrostrukturo enhavanta ĉirkaŭ 50% aŭstenitajn kaj 50% feritajn fazojn, videblas plilongigitaj bendoj de aŭstenitaj kaj feritaj fazoj sen sekundaraj fazoj.
En figuro 2a estas montrita la malfermcirkvita potencialo (Eocp) kontraŭ ekspontempo por 2707 HDSS en 2216E abiota medio kaj P. aeruginosa buljono dum 14 tagoj je 37°C. Ĝi montras, ke la plej granda kaj plej signifa ŝanĝo en Eocp okazas ene de la unuaj 24 horoj. La Eocp-valoroj en ambaŭ kazoj atingis pinton je -145 mV (kompare kun SCE) post ĉirkaŭ 16 horoj kaj poste falis akre, atingante -477 mV (kompare kun SCE) kaj -236 mV (kompare kun SCE) por la abiota provaĵo. kaj kuponoj de P. Pseudomonas aeruginosa, respektive). Post 24 horoj, la Eocp 2707 HDSS-valoro por P. aeruginosa estis relative stabila je -228 mV (kompare kun SCE), dum la koresponda valoro por ne-biologiaj provaĵoj estis proksimume -442 mV (kompare kun SCE). Eocp en la ĉeesto de P. aeruginosa estis sufiĉe malalta.
Elektrokemia studo de 2707 HDSS-specimenoj en abiota medio kaj Pseudomonas aeruginosa buljono je 37 °C:
(a) Eocp kiel funkcio de ekspontempo, (b) polarigaj kurboj je tago 14, (c) Rp kiel funkcio de ekspontempo, kaj (d) icorr kiel funkcio de ekspontempo.
Tabelo 3 montras la elektrokemiajn korodajn parametrojn de 2707 HDSS-provaĵoj eksponitaj al abiotaj kaj Pseudomonas aeruginosa inokulitaj medioj dum periodo de 14 tagoj. La tangentoj de la anodaj kaj katodaj kurboj estis ekstrapolitaj por akiri intersekcojn donantajn korodan kurentdensecon (icorr), korodan potencialon (Ecorr) kaj Tafel-deklivon (βα kaj βc) laŭ normaj metodoj30,31.
Kiel montrite en fig. 2b, suprenŝovo en la kurbo de P. aeruginosa rezultigis pliiĝon de Ecorr kompare kun la abiota kurbo. La valoro de icorr, kiu estas proporcia al la korodrapideco, pliiĝis al 0,328 µA cm-2 en la specimeno de Pseudomonas aeruginosa, kio estas kvar fojojn pli granda ol en la nebiologia specimeno (0,087 µA cm-2).
LPR estas klasika nedetrua elektrokemia metodo por rapida korodanalizo. Ĝi ankaŭ estis uzata por studi MIC32. Figuro 2c montras la polarigan reziston (Rp) kiel funkcion de la ekspontempo. Pli alta Rp-valoro signifas malpli da korodo. Ene de la unuaj 24 horoj, Rp 2707 HDSS atingis pinton je 1955 kΩ cm2 por abiotaj specimenoj kaj 1429 kΩ cm2 por Pseudomonas aeruginosa specimenoj. Figuro 2c ankaŭ montras, ke la Rp-valoro rapide malpliiĝis post unu tago kaj poste restis relative senŝanĝa dum la sekvaj 13 tagoj. La Rp-valoro de Pseudomonas aeruginosa specimeno estas ĉirkaŭ 40 kΩ cm2, kio estas multe pli malalta ol la 450 kΩ cm2 valoro de nebiologia specimeno.
La valoro de icorr estas proporcia al la unuforma korodrapideco. Ĝia valoro povas esti kalkulita per la jena ekvacio de Stern-Giri:
Laŭ Zoe et al. 33, la tipa valoro de la Tafel-deklivo B en ĉi tiu laboro estis prenita je 26 mV/dec. Figuro 2d montras, ke la icorr de la nebiologia specimeno 2707 restis relative stabila, dum la P. aeruginosa specimeno multe fluktuis post la unuaj 24 horoj. La icorr-valoroj de P. aeruginosa specimenoj estis grandordo pli altaj ol tiuj de nebiologiaj kontroloj. Ĉi tiu tendenco kongruas kun la rezultoj de polariĝrezisto.
EIS estas alia nedetrua metodo uzata por karakterizi elektrokemiajn reakciojn sur koroditaj surfacoj. Impedancaj spektroj kaj kalkulitaj kapacitancaj valoroj de specimenoj eksponitaj al abiota medio kaj Pseudomonas aeruginosa solvaĵo, pasiva filmo/biofilmo-rezisto Rb formita sur la specimena surfaco, ŝarĝo-transiga rezisto Rct, elektra duobla-tavola kapacitanco Cdl (EDL) kaj konstantaj QCPE-fazelementaj parametroj (CPE). Ĉi tiuj parametroj estis plue analizitaj per alĝustigo de la datumoj uzante ekvivalentan cirkvitan (EEC) modelon.
En figuro 3 estas tipaj Nyquist-diagramoj (a kaj b) kaj Bode-diagramoj (a' kaj b') por 2707 HDSS-specimenoj en abiotaj medioj kaj P. aeruginosa buljono por malsamaj inkubaciaj tempoj. La diametro de la Nyquist-ringo malpliiĝas en la ĉeesto de Pseudomonas aeruginosa. La Bode-diagramo (Fig. 3b') montras la pliiĝon de la totala impedanco. Informoj pri la malstreĉiĝa tempokonstanto povas esti akiritaj el fazaj maksimumoj. En figuro 4 estas montritaj la fizikaj strukturoj bazitaj sur unutavolo (a) kaj dutavolo (b) kaj la respondaj EEC-oj. CPE estas enkondukita en la EEC-modelon. Ĝia admitanco kaj impedanco estas esprimitaj jene:
Du fizikaj modeloj kaj respondaj ekvivalentaj cirkvitoj por alĝustigi la impedancan spektron de specimeno 2707 HDSS:
kie Y0 estas la KPI-valoro, j estas la imaginara nombro aŭ (-1)1/2, ω estas la angula frekvenco, n estas la KPI-potencindico malpli ol unu35. La inversio de la ŝarĝtransiga rezisto (t.e. 1/Rct) respondas al la korodrapideco. Ju pli malgranda Rct, des pli alta la korodrapideco27. Post 14 tagoj da inkubacio, la Rct de Pseudomonas aeruginosa specimenoj atingis 32 kΩ cm2, kio estas multe malpli ol la 489 kΩ cm2 de nebiologiaj specimenoj (Tabelo 4).
La CLSM-bildoj kaj SEM-bildoj en Figuro 5 klare montras, ke la biofilma tegaĵo sur la surfaco de HDSS-specimeno 2707 post 7 tagoj estas densa. Tamen, post 14 tagoj, la biofilma kovro estis malbona kaj kelkaj mortaj ĉeloj aperis. Tabelo 5 montras la biofilman dikecon sur 2707 HDSS-specimenoj post eksponiĝo al P. aeruginosa dum 7 kaj 14 tagoj. La maksimuma biofilma dikeco ŝanĝiĝis de 23.4 µm post 7 tagoj ĝis 18.9 µm post 14 tagoj. La meza biofilma dikeco ankaŭ konfirmis ĉi tiun tendencon. Ĝi malpliiĝis de 22.2 ± 0.7 μm post 7 tagoj ĝis 17.8 ± 1.0 μm post 14 tagoj.
(a) 3D CLSM-bildo je 7 tagoj, (b) 3D CLSM-bildo je 14 tagoj, (c) SEM-bildo je 7 tagoj, kaj (d) SEM-bildo je 14 tagoj.
EMF rivelis kemiajn elementojn en biofilmoj kaj korodproduktoj sur specimenoj eksponitaj al P. aeruginosa dum 14 tagoj. En figuro 6 montras, ke la enhavo de C, N, O, kaj P en biofilmoj kaj korodproduktoj estas signife pli alta ol en puraj metaloj, ĉar ĉi tiuj elementoj estas asociitaj kun biofilmoj kaj iliaj metabolitoj. Mikroboj bezonas nur spurojn de kromo kaj fero. Altaj niveloj de Cr kaj Fe en la biofilmo kaj korodproduktoj sur la surfaco de la specimenoj indikas, ke la metala matrico perdis elementojn pro korodo.
Post 14 tagoj, kavetoj kun kaj sen P. aeruginosa estis observitaj en la medio 2216E. Antaŭ la inkubacio, la surfaco de la specimenoj estis glata kaj sen difektoj (Fig. 7a). Post la inkubacio kaj forigo de biofilmo kaj korodaj produktoj, la plej profundaj kavetoj sur la surfaco de la specimenoj estis ekzamenitaj per CLSM, kiel montrite en Fig. 7b kaj c. Neniu evidenta kaveto estis trovita sur la surfaco de ne-biologiaj kontroloj (maksimuma kavetoprofundo 0.02 µm). La maksimuma kavetoprofundo kaŭzita de P. aeruginosa estis 0.52 µm je 7 tagoj kaj 0.69 µm je 14 tagoj, surbaze de la averaĝa maksimuma kavetoprofundo el 3 specimenoj (10 maksimumaj kavetoprofundoj estis elektitaj por ĉiu specimeno). Atingo de 0.42 ± 0.12 µm kaj 0.52 ± 0.15 µm, respektive (Tabelo 5). Ĉi tiuj valoroj de truoprofundo estas malgrandaj sed gravaj.
(a) antaŭ eksponiĝo, (b) 14 tagojn en abiota medio, kaj (c) 14 tagojn en Pseudomonas aeruginosa buljono.
En figuro Tabelo 8 montras la XPS-spektrojn de diversaj specimenaj surfacoj, kaj la kemia konsisto analizita por ĉiu surfaco estas resumita en Tabelo 6. En Tabelo 6, la atomprocentoj de Fe kaj Cr en la ĉeesto de P. aeruginosa (specimenoj A kaj B) estis multe pli malaltaj ol tiuj de ne-biologiaj kontroloj (specimenoj C kaj D). Por specimeno de P. aeruginosa, la spektra kurbo je la nivelo de la Cr2p-nukleo estis adaptita al kvar pintaj komponantoj kun ligaj energioj (BE) de 574.4, 576.6, 578.3 kaj 586.8 eV, kiuj povas esti atribuitaj al Cr, Cr2O3, CrO3. kaj Cr(OH)3, respektive (Fig. 9a kaj b). Por nebiologiaj specimenoj, la spektro de la ĉefa Cr2p-nivelo enhavas du ĉefajn pintojn por Cr (573.80 eV por BE) kaj Cr2O3 (575.90 eV por BE) en Figuroj 9c kaj d, respektive. La plej frapa diferenco inter abiotaj specimenoj kaj P. aeruginosa specimenoj estis la ĉeesto de Cr6+ kaj pli alta relativa proporcio de Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) sub la biofilmo.
La larĝaj XPS-spektroj de la surfaco de specimeno 2707 HDSS en du medioj estas 7 kaj 14 tagoj, respektive.
(a) 7-taga eksponiĝo al P. aeruginosa, (b) 14-taga eksponiĝo al P. aeruginosa, (c) 7 tagoj en abiota medio, kaj (d) 14 tagoj en abiota medio.
HDSS montras altan nivelon de korodrezisto en la plej multaj medioj. Kim et al.2 raportis, ke HDSS UNS S32707 estis identigita kiel tre alojita DSS kun PREN pli granda ol 45. La PREN-valoro de provaĵo 2707 HDSS en ĉi tiu laboro estis 49. Ĉi tio ŝuldiĝas al la alta kroma enhavo kaj la alta enhavo de molibdeno kaj nikelo, kiuj estas utilaj en acidaj medioj kaj medioj kun alta klorida enhavo. Krome, bone ekvilibra konsisto kaj sendifekta mikrostrukturo estas utilaj por struktura stabileco kaj korodrezisto. Tamen, malgraŭ ĝia bonega kemia rezisto, la eksperimentaj datumoj en ĉi tiu laboro sugestas, ke 2707 HDSS ne estas tute imuna kontraŭ MIC-oj de P. aeruginosa biofilmo.
Elektrokemiaj rezultoj montris, ke la koroda rapideco de 2707 HDSS en P. aeruginosa buljono signife pliiĝis post 14 tagoj kompare kun la ne-biologia medio. En Figuro 2a, malpliiĝo de Eocp estis observita kaj en la abiota medio kaj en P. aeruginosa buljono dum la unuaj 24 horoj. Post tio, la biofilmo tute kovras la surfacon de la specimeno, kaj Eocp fariĝas relative stabila36. Tamen, la biologia Eocp-nivelo estis multe pli alta ol la ne-biologia Eocp-nivelo. Ekzistas kialoj kredi, ke ĉi tiu diferenco estas asociita kun la formado de P. aeruginosa biofilmoj. En fig. 2d, en la ĉeesto de P. aeruginosa, la icorr 2707 HDSS-valoro atingis 0.627 μA cm-2, kio estas grandordo pli alta ol tiu de la abiota kontrolo (0.063 μA cm-2), kio kongruis kun la Rct-valoro mezurita per EIS. Dum la unuaj tagoj, la impedancaj valoroj en la buljono *P. aeruginosa* pliiĝis pro la alligo de ĉeloj de *P. aeruginosa* kaj la formado de biofilmoj. Tamen, kiam la biofilmo tute kovras la specimenan surfacon, la impedanco malpliiĝas. La protekta tavolo estas atakata ĉefe pro la formado de biofilmoj kaj biofilmaj metabolitoj. Sekve, la korodrezisto malpliiĝis laŭlonge de la tempo kaj la alligo de *P. aeruginosa* kaŭzis lokalizitan korodon. La tendencoj en abiotaj medioj estis malsamaj. La korodrezisto de la nebiologia kontrolo estis multe pli alta ol la koresponda valoro de la specimenoj eksponitaj al buljono *P. aeruginosa*. Krome, por abiotaj aldonaĵoj, la valoro de Rct 2707 HDSS atingis 489 kΩ cm² en la 14-a tago, kio estas 15 fojojn pli alta ol la valoro de Rct (32 kΩ cm²) en la ĉeesto de *P. aeruginosa*. Tiel, 2707 HDSS havas bonegan korodreziston en sterila medio, sed ne estas rezistema al MIC-oj de biofilmoj de *P. aeruginosa*.
Ĉi tiuj rezultoj ankaŭ observeblas el la polarigaj kurboj en Fig. 2b. Anoda branĉiĝo estis asociita kun la formado de biofilmo de Pseudomonas aeruginosa kaj metalaj oksidiĝaj reakcioj. En ĉi tiu kazo, la katoda reakcio estas la redukto de oksigeno. La ĉeesto de P. aeruginosa signife pliigis la korodan kurentdensecon, proksimume grandordon pli alte ol en la abiota kontrolo. Ĉi tio indikas, ke la biofilmo de P. aeruginosa plifortigas lokalizitan korodon de 2707 HDSS. Yuan et al.29 trovis, ke la koroda kurentdenseco de la alojo Cu-Ni 70/30 pliiĝis sub la ago de la biofilmo de P. aeruginosa. Ĉi tio povas ŝuldiĝi al la biokatalizo de oksigenredukto fare de biofilmoj de Pseudomonas aeruginosa. Ĉi tiu observado ankaŭ povas klarigi la korodan kurentintensecon (MIC) en 2707 HDSS en ĉi tiu laboro. Eble ankaŭ estas malpli da oksigeno sub aerobaj biofilmoj. Tial, la rifuzo repasivigi la metalsurfacon per oksigeno povas esti faktoro kontribuanta al MIC en ĉi tiu laboro.
Dickinson kaj aliaj [38] sugestis, ke la rapideco de kemiaj kaj elektrokemiaj reakcioj povas esti rekte influita de la metabola aktiveco de sesilaj bakterioj sur la specimena surfaco kaj la naturo de la korodaj produktoj. Kiel montrite en Figuro 5 kaj Tabelo 5, la nombro de ĉeloj kaj la dikeco de la biofilmo malpliiĝis post 14 tagoj. Ĉi tio povas racie esti klarigita per la fakto, ke post 14 tagoj, la plej multaj el la sesilaj ĉeloj sur la surfaco de 2707 HDSS mortis pro nutraĵa malplenigo en la 2216E-medio aŭ la liberigo de toksaj metaljonoj el la 2707 HDSS-matrico. Ĉi tio estas limigo de aro-eksperimentoj.
En ĉi tiu laboro, biofilmo de P. aeruginosa kontribuis al loka malplenigo de Cr kaj Fe sub la biofilmo sur la surfaco de 2707 HDSS (Fig. 6). Tabelo 6 montras la redukton de Fe kaj Cr en specimeno D kompare kun specimeno C, indikante ke la dissolvita Fe kaj Cr kaŭzitaj de la biofilmo de P. aeruginosa daŭris dum la unuaj 7 tagoj. La medio de 2216E estas uzata por simuli la maran medion. Ĝi enhavas 17700 ppm da Cl-, kio estas komparebla al ĝia enhavo en natura marakvo. La ĉeesto de 17700 ppm da Cl- estis la ĉefa kialo de la malpliiĝo de Cr en 7- kaj 14-tagaj abiotaj specimenoj analizitaj per XPS. Kompare kun specimenoj de P. aeruginosa, la dissolvo de Cr en abiotaj specimenoj estis multe malpli granda pro la forta rezisto de 2707 HDSS al kloro sub abiotaj kondiĉoj. Fig. 9 montras la ĉeeston de Cr6+ en la pasiviga filmo. Ĝi eble partoprenas en la forigo de kromo de ŝtalsurfacoj per P. aeruginosa biofilmoj, kiel sugestite de Chen kaj Clayton.
Pro bakteria kresko, la pH-valoroj de la medio antaŭ kaj post kultivado estis 7.4 kaj 8.2, respektive. Tiel, sub la biofilmo de P. aeruginosa, organika acida korodo verŝajne ne kontribuos al ĉi tiu laboro pro la relative alta pH en la ĉefa medio. La pH de la nebiologia kontrolmedio ne ŝanĝiĝis signife (de komenca 7.4 ĝis fina 7.5) dum la 14-taga testperiodo. La pliiĝo de pH en la semmedio post inkubacio ŝuldiĝis al la metabola aktiveco de P. aeruginosa kaj oni trovis, ke ĝi havas la saman efikon sur la pH en la foresto de teststrioj.
Kiel montrite en Figuro 7, la maksimuma kavaĵoprofundo kaŭzita de P. aeruginosa biofilmo estis 0.69 µm, kio estas multe pli granda ol tiu de la abiota medio (0.02 µm). Ĉi tio kongruas kun la elektrokemiaj datumoj priskribitaj supre. La kavaĵoprofundo de 0.69 µm estas pli ol dek fojojn pli malgranda ol la 9.5 µm valoro raportita por 2205 DSS sub la samaj kondiĉoj. Ĉi tiuj datumoj montras, ke 2707 HDSS montras pli bonan reziston al MIC-oj ol 2205 DSS. Ĉi tio ne devus esti surprizo, ĉar 2707 HDSS havas pli altajn Cr-nivelojn, kiuj provizas pli longan pasivigon, pli malfacilas senpasivigi P. aeruginosa, kaj pro sia ekvilibra fazstrukturo sen damaĝa sekundara precipitaĵo kaŭzas kavaĵon.
Konklude, MIC-kavetoj estis trovitaj sur la surfaco de 2707 HDSS en P. aeruginosa buljono kompare kun sensignifaj kavetoj en la abiota medio. Ĉi tiu laboro montras, ke 2707 HDSS havas pli bonan reziston al MIC ol 2205 DSS, sed ĝi ne estas tute imuna kontraŭ MIC pro la P. aeruginosa biofilmo. Ĉi tiuj rezultoj helpas en la elekto de taŭgaj rustorezistaj ŝtaloj kaj vivdaŭro por la mara medio.
Kupono por 2707 HDSS provizita de la Nordorienta Universitato (NEU) Lernejo pri Metalurgio en Shenyang, Ĉinio. La elementa konsisto de 2707 HDSS estas montrita en Tabelo 1, kiu estis analizita de la Materialanalizo kaj Testado-Departemento de NEU. Ĉiuj specimenoj estis traktitaj por solida solvaĵo je 1180°C dum 1 horo. Antaŭ la korodotestado, monerforma 2707 HDSS kun supra malferma surfacareo de 1 cm2 estis polurita ĝis 2000 grajnoj per siliciokarbida sablopapero kaj poste polurita per 0.05 µm Al2O3 pulvora suspensiaĵo. La flankoj kaj fundo estas protektitaj per inerta farbo. Post sekigado, la specimenoj estis lavitaj per sterila dejonigita akvo kaj steriligitaj per 75% (v/v) etanolo dum 0.5 horoj. Ili poste estis aersekigitaj sub ultraviola (UV) lumo dum 0.5 horoj antaŭ uzo.
La mara Pseudomonas aeruginosa trostreĉo MCCC 1A00099 estis aĉetita de la Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Ĉinio. Pseudomonas aeruginosa estis kultivata sub aerobaj kondiĉoj je 37°C en 250 ml flakonoj kaj 500 ml vitraj elektrokemiaj ĉeloj uzante Marine 2216E likvan medion (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Ĉinio). La medio enhavas (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 6NH26NH3, 3,0016 NH3 5,0 peptonon, 1,0 gistan ekstrakton kaj 0,1 feran citraton. Aŭtoklavu je 121°C dum 20 minutoj antaŭ inokulado. Nombru sesilajn kaj planktonajn ĉelojn per hemocitometro sub lummikroskopo je 400-obla pligrandigo. La komenca koncentriĝo de planktona Pseudomonas aeruginosa tuj post inokulado estis proksimume 10⁶ ĉeloj/ml.
Elektrokemiaj testoj estis faritaj en klasika tri-elektroda vitra ĉelo kun media volumeno de 500 ml. La platena folio kaj saturita kalomela elektrodo (SAE) estis konektitaj al la reaktoro per Luggin-kapilaroj plenigitaj per salpontoj, kiuj funkciis kiel kontraŭ- kaj referencaj elektrodoj, respektive. Por la fabrikado de laborelektrodoj, kaŭĉuka kupra drato estis alkroĉita al ĉiu specimeno kaj kovrita per epoksirezino, lasante ĉirkaŭ 1 cm2 da neprotektita areo por la laborelektrodo sur unu flanko. Dum elektrokemiaj mezuradoj, la specimenoj estis metitaj en la 2216E-medion kaj konservitaj je konstanta inkubacia temperaturo (37°C) en akvobano. OCP, LPR, EIS kaj potencialaj dinamikaj polarigaj datumoj estis mezuritaj uzante Autolab-potenciostaton (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., Usono). LPR-testoj estis registritaj je skanadrapideco de 0.125 mV s-1 en la intervalo de -5 ĝis 5 mV kun Eocp kaj specimenigrapideco de 1 Hz. EIS estis farita per sinusa ondo super frekvenca gamo de 0,01 ĝis 10 000 Hz uzante aplikatan tension de 5 mV ĉe stabila stato Eocp. Antaŭ la potenciala balaado, la elektrodoj estis en neaktiva reĝimo ĝis stabila valoro de la libera koroda potencialo estis atingita. La polarizaj kurboj estis poste mezuritaj de -0,2 ĝis 1,5 V kiel funkcio de Eocp je skanrapideco de 0,166 mV/s. Ĉiu testo estis ripetata 3 fojojn kun kaj sen P. aeruginosa.
Specimenoj por metalografia analizo estis meĥanike poluritaj per malseka 2000-grajna SiC-papero kaj poste plue poluritaj per 0.05 µm Al2O3-pulvora suspendo por optika observado. Metalografia analizo estis farita per optika mikroskopo. La specimenoj estis gratitaj per 10 pez%-a solvaĵo de kalia hidroksido 43.
Post inkubacio, la specimenoj estis lavitaj 3 fojojn per fosfato-bufrita salakvo (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) kaj poste fiksitaj per 2.5% (v/v) glutaraldehido dum 10 horoj por fiksi la biofilmojn. Ili poste estis senakvigitaj per miksita etanolo (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% kaj 100% laŭ volumeno) antaŭ aersekigado. Fine, ora filmo estas deponita sur la surfacon de la specimeno por provizi konduktivecon por SEM-observado. SEM-bildoj estis enfokusigitaj al punktoj kun la plej sesilaj P. aeruginosa ĉeloj sur la surfaco de ĉiu specimeno. Faru EDS-analizon por trovi kemiajn elementojn. Zeiss-konfokusa lasera skana mikroskopo (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germanio) estis uzata por mezuri la profundon de la kavaĵo. Por observi korodajn kavaĵojn sub la biofilmo, la testa specimeno unue estis purigita laŭ la Ĉina Nacia Normo (CNS) GB/T4334.4-2000 por forigi korodajn produktojn kaj biofilmon de la surfaco de la testa specimeno.
Analizo per rentgen-fotoelektrona spektroskopio (XPS, ESCALAB250 surfaca analiza sistemo, Thermo VG, Usono) estis efektivigita uzante monokromatan rentgen-fonton (aluminia Kα linio kun energio de 1500 eV kaj povumo de 150 W) en larĝa gamo de ligaj energioj 0 sub normaj kondiĉoj de –1350 eV. Alt-rezoluciaj spektroj estis registritaj uzante transmisian energion de 50 eV kaj paŝon de 0.2 eV.
La inkubitaj specimenoj estis forigitaj kaj milde lavitaj per PBS (pH 7.4 ± 0.2) dum 15 sekundoj kaj 45 sekundoj. Por observi la bakterian viveblecon de biofilmoj sur la specimenoj, la biofilmoj estis koloritaj uzante la LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, Usono). La ilaro enhavas du fluoreskajn tinkturfarbojn: SYTO-9 verdan fluoreskan tinkturfarbon kaj propidium jodidan (PI) ruĝan fluoreskan tinkturfarbon. En CLSM, fluoreskaj verdaj kaj ruĝaj punktoj reprezentas vivajn kaj mortintajn ĉelojn, respektive. Por kolorado, 1 ml da miksaĵo enhavanta 3 µl da SYTO-9 kaj 3 µl da PI-solvaĵo estis inkubita dum 20 minutoj je ĉambra temperaturo (23°C) en mallumo. Poste, la koloritaj specimenoj estis ekzamenitaj je du ondolongoj (488 nm por vivaj ĉeloj kaj 559 nm por mortintaj ĉeloj) uzante Nikon CLSM-aparaton (C2 Plus, Nikon, Japanio). La dikeco de la biofilmo estis mezurita en 3D-skanada reĝimo.
Kiel citi ĉi tiun artikolon: Li, H. et al. Mikroba korodo de 2707 superdupleksa neoksidebla ŝtalo fare de Pseudomonas aeruginosa mara biofilmo. la scienco. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streska korodo-fendado de LDX 2101 dupleksa neoksidebla ŝtalo en kloridaj solvaĵoj en ĉeesto de tiosulfato. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streska korodo-fendado de LDX 2101 dupleksa neoksidebla ŝtalo en kloridaj solvaĵoj en ĉeesto de tiosulfato. Zanotto, F. , Grassi, V. , Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. в растворах хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stresa korodo-fendado de dupleksa rustorezista ŝtalo LDX 2101 en kloridaj solvaĵoj en ĉeesto de tiosulfato. 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., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相neoksidebla ŝtalo在福代sulfate分下下南性性生于中图像剧惂 Zanotto, F. , Grassi, V. , Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. в растворе хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stresa korodo-fendado de dupleksa neoksidebla ŝtalo LDX 2101 en klorida solvaĵo en ĉeesto de tiosulfato.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efikoj de solva varmotraktado kaj nitrogeno en ŝirma gaso sur la rezisto al kaviĝa korodo de hiperdupleksaj rustorezistaŝtalaj veldsuturoj. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efikoj de solva varmotraktado kaj nitrogeno en ŝirma gaso sur la rezisto al kaviĝa korodo de hiperdupleksaj rustorezistaŝtalaj veldsuturoj.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS kaj Park, YS. Efiko de solva varmotraktado kaj nitrogeno en ŝirma gaso sur la kaviĝa korodrezisto de hiperdupleksaj rustorezistaŝtalaj veldsuturoj. 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轹轀抗点胍 Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS kaj Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS kaj Park, YS. Efiko de solva varmotraktado kaj nitrogeno en ŝirma gaso sur la kaviĝa korodrezisto de superdupleksaj rustorezistaŝtalaj veldsuturoj.Koros. La scienco. 53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Kompara studo pri kemio de mikrobe kaj elektrokemie induktita kaviĝo de 316L rustorezista ŝtalo. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Kompara studo pri kemio de mikrobe kaj elektrokemie induktita kaviĝo de 316L rustorezista ŝtalo.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. kaj Lewandowski, Z. Kompara kemia studo pri mikrobiologia kaj elektrokemia kaviĝo de 316L rustorezista ŝtalo. 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. kaj Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. kaj Lewandowski, Z. Kompara kemia studo pri mikrobiologia kaj elektrokemie induktita kaviĝo en 316L rustorezista ŝtalo.Koros. La scienco. 45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. La elektrokemia konduto de 2205 dupleksa neoksidebla ŝtalo en alkalaj solvaĵoj kun malsama pH en ĉeesto de klorido. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. La elektrokemia konduto de 2205 dupleksa neoksidebla ŝtalo en alkalaj solvaĵoj kun malsama pH en ĉeesto de klorido.Luo H., Dong KF, Lee HG kaj Xiao K. Elektrokemia konduto de dupleksa neoksidebla ŝtalo 2205 en alkalaj solvaĵoj kun malsama pH en la ĉeesto de klorido. Luo, H., Dong, CF, Lio, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的电化化中电化物存在下不同 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Elektrokemia konduto de neoksidebla ŝtalo (双相) en la ĉeesto de klorido je malsama pH en alkala solvaĵo.Luo H., Dong KF, Lee HG kaj Xiao K. Elektrokemia konduto de dupleksa neoksidebla ŝtalo 2205 en alkalaj solvaĵoj kun malsama pH en la ĉeesto de klorido.Electrochem. Revuo. 64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI La influo de maraj biofilmoj sur korodo: Konciza recenzo. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI La influo de maraj biofilmoj sur korodo: Konciza recenzo.Little, BJ, Lee, JS kaj Ray, RI Efikoj de Maraj Biofilmoj sur Korodo: Mallonga Recenzo. 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 kaj Ray, RILittle, BJ, Lee, JS kaj Ray, RI Efikoj de Maraj Biofilmoj sur Korodo: Mallonga Recenzo.Electrochem. Revuo. 54, 2-7 (2008).