Grazas por visitar Nature.com.A versión do navegador que estás a usar ten soporte CSS limitado.Para obter a mellor experiencia, recomendámosche que utilices un navegador actualizado (ou que desactives o modo de compatibilidade en Internet Explorer).Mentres tanto, para garantir a asistencia continua, renderizaremos o sitio sen estilos e JavaScript.
A corrosión microbiana (MIC) é un problema grave en moitas industrias, xa que pode provocar enormes perdas económicas.O aceiro inoxidable súper dúplex 2707 (2707 HDSS) utilízase en ambientes mariños debido á súa excelente resistencia química.Non obstante, a súa resistencia ao MIC non se demostrou experimentalmente.Este estudo examinou o comportamento do MIC 2707 HDSS causado pola bacteria aeróbica mariña Pseudomonas aeruginosa.A análise electroquímica mostrou que en presenza de biopelícula de Pseudomonas aeruginosa no medio 2216E, prodúcese un cambio positivo no potencial de corrosión e un aumento da densidade de corrente de corrosión.A análise da espectroscopia de fotoelectróns de raios X (XPS) mostrou unha diminución do contido de Cr na superficie da mostra baixo a biopelícula.A análise visual dos pozos mostrou que o biofilm de P. aeruginosa produciu unha profundidade máxima do pozo de 0,69 µm durante 14 días de incubación.Aínda que isto é pequeno, indica que o HDSS 2707 non é completamente inmune ao MIC das biopelículas de P. aeruginosa.
Os aceiros inoxidables dúplex (DSS) son amplamente utilizados en varias industrias debido á combinación perfecta de excelentes propiedades mecánicas e resistencia á corrosión1,2.Non obstante, aínda se producen picaduras localizadas e afectan á integridade deste aceiro3,4.DSS non é resistente á corrosión microbiana (MIC)5,6.A pesar da ampla gama de aplicacións do DSS, aínda hai ambientes nos que a resistencia á corrosión do DSS non é suficiente para o seu uso a longo prazo.Isto significa que son necesarios materiais máis caros con maior resistencia á corrosión.Jeon et al7 descubriron que incluso os aceiros inoxidables superdúplex (SDSS) teñen algunhas limitacións en termos de resistencia á corrosión.Polo tanto, nalgúns casos, requírense aceiros inoxidables superdúplex (HDSS) con maior resistencia á corrosión.Isto levou ao desenvolvemento de HDSS altamente aliados.
A resistencia á corrosión DSS depende da relación de fases alfa e gamma e esgotada nas rexións Cr, Mo e W 8, 9, 10 adxacentes á segunda fase.HDSS contén un alto contido de Cr, Mo e N11, polo que ten unha excelente resistencia á corrosión e un alto valor (45-50) do número equivalente de resistencia á picadura (PREN) determinado por % en peso de Cr + 3,3 (% en peso de Mo + 0,5 % en peso) + 16 % en peso.N12.A súa excelente resistencia á corrosión depende dunha composición equilibrada que conteña aproximadamente un 50 % de fases ferríticas (α) e un 50 % de fases austeníticas (γ).HDSS ten mellores propiedades mecánicas e maior resistencia á corrosión por cloruro.A mellora da resistencia á corrosión amplía o uso de HDSS en ambientes de cloruro máis agresivos, como os mariños.
Os MIC son un problema importante en moitas industrias como o petróleo e o gas e as industrias da auga14.O MIC representa o 20% de todos os danos por corrosión15.O MIC é unha corrosión bioelectroquímica que se pode observar en moitos ambientes.Os biofilmes que se forman sobre superficies metálicas cambian as condicións electroquímicas, afectando así o proceso de corrosión.Crese amplamente que a corrosión MIC é causada por biopelículas.Os microorganismos electroxénicos comen metais para obter a enerxía que necesitan para sobrevivir17.Estudos recentes sobre MIC demostraron que a EET (transferencia extracelular de electróns) é o factor limitante da taxa de MIC inducida por microorganismos electroxénicos.Zhang et al.18 demostraron que os intermediarios de electróns aceleran a transferencia de electróns entre as células Desulfovibrio sessificans e o aceiro inoxidable 304, o que resulta nun ataque MIC máis grave.Anning et al.19 e Wenzlaff et al.20 demostraron que as biopelículas de bacterias corrosivas redutores de sulfato (SRB) poden absorber directamente os electróns dos substratos metálicos, o que provoca picaduras severas.
Sábese que o DSS é susceptible á CMI en medios que conteñan SRB, bacterias redutores de ferro (IRB), etc. 21 .Estas bacterias causan picaduras localizadas na superficie do DSS baixo biopelículas22,23.A diferenza do DSS, o HDSS24 MIC non é moi coñecido.
A Pseudomonas aeruginosa é unha bacteria Gram negativa, móbil, en forma de bastón que se atopa amplamente distribuída na natureza25.Pseudomonas aeruginosa tamén é un grupo microbiano importante no medio mariño, causando concentracións elevadas de MIC.Pseudomonas participa activamente no proceso de corrosión e é recoñecido como un colonizador pioneiro durante a formación de biopelículas.Mahat et al.28 e Yuan et al.29 demostrou que Pseudomonas aeruginosa tende a aumentar a taxa de corrosión do aceiro suave e das aliaxes en ambientes acuáticos.
O obxectivo principal deste traballo foi investigar as propiedades do MIC 2707 HDSS causado pola bacteria aerobia mariña Pseudomonas aeruginosa mediante métodos electroquímicos, métodos de análise de superficie e análise de produtos da corrosión.Realizáronse estudos electroquímicos, incluíndo o potencial de circuíto aberto (OCP), a resistencia de polarización lineal (LPR), a espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) e a polarización dinámica potencial para estudar o comportamento do MIC 2707 HDSS.Realizouse a análise espectrométrica de dispersión de enerxía (EDS) para detectar elementos químicos nunha superficie corroída.Ademais, utilizouse a espectroscopia de fotoelectróns de raios X (XPS) para determinar a estabilidade da pasivación da película de óxido baixo a influencia dun medio mariño que contén Pseudomonas aeruginosa.A profundidade dos pozos foi medida cun microscopio confocal de varrido láser (CLSM).
A táboa 1 mostra a composición química do 2707 HDSS.A táboa 2 mostra que 2707 HDSS ten excelentes propiedades mecánicas cun límite de fluencia de 650 MPa.Sobre a fig.1 mostra a microestrutura óptica de 2707 HDSS en solución tratada térmicamente.Na microestrutura que contén un 50% de fases de austenita e 50% de ferrita, son visibles bandas alongadas de fases de austenita e ferrita sen fases secundarias.
Sobre a fig.A figura 2a mostra o potencial de circuíto aberto (Eocp) fronte ao tempo de exposición para 2707 HDSS en medio abiótico 2216E e caldo de P. aeruginosa durante 14 días a 37 °C.Mostra que o cambio máis grande e máis significativo no Eocp prodúcese nas primeiras 24 horas.Os valores de Eocp en ambos casos alcanzaron un máximo de -145 mV (en comparación con SCE) ao redor de 16 h e despois descenderon bruscamente, chegando a -477 mV (en comparación con SCE) e -236 mV (en comparación con SCE) para a mostra abiótica.e cupóns Pseudomonas aeruginosa, respectivamente).Despois de 24 horas, o valor Eocp 2707 HDSS para P. aeruginosa era relativamente estable a -228 mV (en comparación con SCE), mentres que o valor correspondente para mostras non biolóxicas era de aproximadamente -442 mV (en comparación con SCE).Eocp en presenza de P. aeruginosa foi bastante baixa.
Estudo electroquímico de 2707 mostras de HDSS en medio abiótico e caldo de Pseudomonas aeruginosa a 37 °C:
(a) Eocp en función do tempo de exposición, (b) curvas de polarización no día 14, (c) Rp en función do tempo de exposición e (d) icorr en función do tempo de exposición.
A táboa 3 mostra os parámetros de corrosión electroquímica de 2707 mostras de HDSS expostas a medios abióticos e inoculados con Pseudomonas aeruginosa durante un período de 14 días.Extrapoláronse as tanxentes das curvas do ánodo e do cátodo para obter interseccións que dan densidade de corrente de corrosión (icorr), potencial de corrosión (Ecorr) e pendente de Tafel (βα e βc) segundo métodos estándar30,31.
Como se mostra na fig.2b, un desprazamento cara arriba na curva de P. aeruginosa deu lugar a un aumento de Ecorr en comparación coa curva abiótica.O valor de icorr, que é proporcional á taxa de corrosión, aumentou ata 0,328 µA cm-2 na mostra de Pseudomonas aeruginosa, o que é catro veces maior que na mostra non biolóxica (0,087 µA cm-2).
LPR é un método electroquímico non destrutivo clásico para a análise rápida da corrosión.Tamén se utilizou para estudar MIC32.Sobre a fig.2c mostra a resistencia de polarización (Rp) en función do tempo de exposición.Un valor de Rp máis alto significa menos corrosión.Nas primeiras 24 horas, o Rp 2707 HDSS alcanzou un máximo de 1955 kΩ cm2 para exemplares abióticos e 1429 kΩ cm2 para exemplares de Pseudomonas aeruginosa.A figura 2c tamén mostra que o valor de Rp diminuíu rapidamente despois dun día e mantívose relativamente sen cambios durante os seguintes 13 días.O valor Rp dunha mostra de Pseudomonas aeruginosa é duns 40 kΩ cm2, o que é moito menor que o valor de 450 kΩ cm2 dunha mostra non biolóxica.
O valor de icorr é proporcional á taxa de corrosión uniforme.O seu valor pódese calcular a partir da seguinte ecuación de Stern-Giri:
Segundo Zoe et al.33, o valor típico da pendente B de Tafel neste traballo foi de 26 mV/dec.A figura 2d mostra que a icorr da mostra non biolóxica 2707 permaneceu relativamente estable, mentres que a mostra de P. aeruginosa variou moito despois das primeiras 24 horas.Os valores de icorr das mostras de P. aeruginosa foron unha orde de magnitude superiores aos dos controis non biolóxicos.Esta tendencia é consistente cos resultados da resistencia á polarización.
O EIS é outro método non destrutivo usado para caracterizar reaccións electroquímicas en superficies corroídas.Espectros de impedancia e valores de capacitancia calculados de mostras expostas a ambientes abióticos e solución de Pseudomonas aeruginosa, resistencia de película pasiva/biopelícula Rb formada na superficie da mostra, resistencia de transferencia de carga Rct, capacitancia eléctrica de dobre capa Cdl (EDL) e parámetros de elementos de fase (CPE) QCPE constantes.Estes parámetros foron analizados máis adiante axustando os datos mediante un modelo de circuíto equivalente (EEC).
Sobre a fig.A figura 3 mostra os gráficos típicos de Nyquist (a e b) e os gráficos de Bode (a' e b') para 2707 mostras de HDSS en medios abióticos e caldo de P. aeruginosa para diferentes tempos de incubación.O diámetro do anel de Nyquist diminúe coa presenza de Pseudomonas aeruginosa.O gráfico de Bode (Fig. 3b') mostra o aumento da impedancia total.A información sobre a constante de tempo de relaxación pódese obter a partir dos máximos de fase.Sobre a fig.A figura 4 mostra as estruturas físicas baseadas nunha monocapa (a) e unha bicapa (b) e as CEE correspondentes.CPE introdúcese no modelo CEE.A súa admisión e impedancia exprésanse do seguinte xeito:
Dous modelos físicos e circuítos equivalentes correspondentes para axustar o espectro de impedancia da mostra 2707 HDSS:
onde Y0 é o valor KPI, j é o número imaxinario ou (-1)1/2, ω é a frecuencia angular, n é o índice de potencia KPI menor que un35.A inversión da resistencia de transferencia de carga (é dicir, 1/Rct) corresponde á taxa de corrosión.Canto menor Rct, maior é a taxa de corrosión27.Despois de 14 días de incubación, o Rct das mostras de Pseudomonas aeruginosa alcanzou os 32 kΩ cm2, o que é moito menor que os 489 kΩ cm2 das mostras non biolóxicas (táboa 4).
As imaxes CLSM e SEM da Figura 5 mostran claramente que o revestimento de biopelícula na superficie da mostra HDSS 2707 despois de 7 días é denso.Non obstante, despois de 14 días, a cobertura da biopelícula foi escasa e apareceron algunhas células mortas.A táboa 5 mostra o grosor da biopelícula en 2707 mostras de HDSS despois da exposición a P. aeruginosa durante 7 e 14 días.O grosor máximo da biopelícula cambiou de 23,4 µm despois de 7 días a 18,9 µm despois de 14 días.O grosor medio da biopelícula tamén confirmou esta tendencia.Diminuíu de 22,2 ± 0,7 μm despois de 7 días a 17,8 ± 1,0 μm despois de 14 días.
(a) Imaxe CLSM 3-D aos 7 días, (b) Imaxe CLSM 3-D aos 14 días, (c) Imaxe SEM aos 7 días e (d) Imaxe SEM aos 14 días.
EMF revelou elementos químicos en biopelículas e produtos de corrosión en mostras expostas a P. aeruginosa durante 14 días.Sobre a fig.A figura 6 mostra que o contido de C, N, O e P en biopelículas e produtos da corrosión é significativamente maior que nos metais puros, xa que estes elementos están asociados con biopelículas e os seus metabolitos.Os microbios só necesitan pequenas cantidades de cromo e ferro.Os altos niveis de Cr e Fe na biopelícula e os produtos da corrosión na superficie das mostras indican que a matriz metálica perdeu elementos debido á corrosión.
Despois de 14 días, observáronse pozos con e sen P. aeruginosa no medio 2216E.Antes da incubación, a superficie das mostras era lisa e sen defectos (Fig. 7a).Despois da incubación e eliminación de biopelículas e produtos de corrosión, examináronse os pozos máis profundos da superficie das mostras mediante CLSM, como se mostra nas figuras 7b e c.Non se atoparon picaduras obvias na superficie dos controis non biolóxicos (profundidade máxima de picaduras de 0,02 µm).A profundidade máxima da fosa causada por P. aeruginosa foi de 0,52 µm aos 7 días e de 0,69 µm aos 14 días, en función da profundidade máxima media das fosas de 3 mostras (seleccionáronse 10 profundidades máximas de fosa para cada mostra).Logro de 0,42 ± 0,12 µm e 0,52 ± 0,15 µm, respectivamente (táboa 5).Estes valores de profundidade do burato son pequenos pero importantes.
(a) antes da exposición, (b) 14 días en ambiente abiótico e (c) 14 días en caldo de Pseudomonas aeruginosa.
Sobre a fig.A Táboa 8 mostra os espectros XPS de varias superficies de mostra, e a composición química analizada para cada superficie resúmese na Táboa 6. Na Táboa 6, as porcentaxes atómicas de Fe e Cr en presenza de P. aeruginosa (mostras A e B) foron moi inferiores ás dos controis non biolóxicos.(mostras C e D).Para unha mostra de P. aeruginosa, a curva espectral a nivel do núcleo de Cr 2p axustouse a catro compoñentes de pico con enerxías de unión (BE) de 574,4, 576,6, 578,3 e 586,8 eV, que se poden atribuír a Cr, Cr2O3, CrO3.e Cr(OH)3, respectivamente (Fig. 9a e b).Para mostras non biolóxicas, o espectro do nivel principal de Cr 2p contén dous picos principais para Cr (573,80 eV para BE) e Cr2O3 (575,90 eV para BE) nas Figs.9c e d, respectivamente.A diferenza máis rechamante entre as mostras abióticas e as de P. aeruginosa foi a presenza de Cr6+ e unha maior proporción relativa de Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) baixo a biopelícula.
Os amplos espectros XPS da superficie da mostra 2707 HDSS en dous medios son de 7 e 14 días, respectivamente.
(a) 7 días de exposición a P. aeruginosa, (b) 14 días de exposición a P. aeruginosa, (c) 7 días nun ambiente abiótico e (d) 14 días nun ambiente abiótico.
HDSS presenta un alto nivel de resistencia á corrosión na maioría dos ambientes.Kim et al.2 informaron que HDSS UNS S32707 identificouse como un DSS altamente aliado cun PREN superior a 45. O valor PREN da mostra 2707 HDSS neste traballo foi de 49. Isto débese ao alto contido de cromo e ao alto contido de molibdeno e níquel, que son útiles en ambientes ácidos.e ambientes con alto contido de cloruros.Ademais, unha composición ben equilibrada e unha microestrutura sen defectos son beneficiosas para a estabilidade estrutural e a resistencia á corrosión.Non obstante, a pesar da súa excelente resistencia química, os datos experimentais deste traballo suxiren que o 2707 HDSS non é completamente inmune aos MIC de biofilm de P. aeruginosa.
Os resultados electroquímicos mostraron que a taxa de corrosión do 2707 HDSS no caldo de P. aeruginosa aumentou significativamente despois de 14 días en comparación co ambiente non biolóxico.Na Figura 2a, observouse unha diminución da Eocp tanto no medio abiótico como no caldo de P. aeruginosa durante as primeiras 24 horas.Despois diso, a biopelícula cobre completamente a superficie da mostra e a Eocp faise relativamente estable36.Non obstante, o nivel de Eocp biolóxico era moito máis alto que o nivel de Eocp non biolóxico.Hai razóns para crer que esta diferenza está asociada á formación de biopelículas de P. aeruginosa.Sobre a fig.2d en presenza de P. aeruginosa, o valor de icorr 2707 HDSS alcanzou 0,627 μA cm-2, que é unha orde de magnitude superior ao do control abiótico (0,063 μA cm-2), o que foi consistente co valor Rct medido por EIS.Durante os primeiros días, os valores de impedancia no caldo de P. aeruginosa aumentaron debido á unión de células de P. aeruginosa e á formación de biopelículas.Non obstante, cando o biofilm cobre completamente a superficie da mostra, a impedancia diminúe.A capa protectora é atacada principalmente pola formación de biopelículas e metabolitos de biopelícula.En consecuencia, a resistencia á corrosión diminuíu co paso do tempo e a unión de P. aeruginosa provocou corrosión localizada.As tendencias nos ambientes abióticos foron diferentes.A resistencia á corrosión do control non biolóxico foi moi superior ao valor correspondente das mostras expostas ao caldo de P. aeruginosa.Ademais, para as accesións abióticas, o valor Rct 2707 HDSS alcanzou os 489 kΩ cm2 o día 14, o que é 15 veces superior ao valor Rct (32 kΩ cm2) en presenza de P. aeruginosa.Así, o 2707 HDSS ten unha excelente resistencia á corrosión nun ambiente estéril, pero non é resistente aos MIC dos biofilms de P. aeruginosa.
Estes resultados tamén se poden observar a partir das curvas de polarización das Figs.2b.A ramificación anódica asociouse coa formación de biopelículas de Pseudomonas aeruginosa e as reaccións de oxidación de metais.Neste caso, a reacción catódica é a redución do osíxeno.A presenza de P. aeruginosa aumentou significativamente a densidade de corrente de corrosión, aproximadamente unha orde de magnitude superior á do control abiótico.Isto indica que o biofilm de P. aeruginosa mellora a corrosión localizada do 2707 HDSS.Yuan et al.29 descubriron que a densidade de corrente de corrosión da aliaxe Cu-Ni 70/30 aumentou baixo a acción do biofilm de P. aeruginosa.Isto pode deberse á biocatálise da redución de osíxeno polas biopelículas de Pseudomonas aeruginosa.Esta observación tamén pode explicar o MIC 2707 HDSS neste traballo.Tamén pode haber menos osíxeno baixo as biopelículas aeróbicas.Polo tanto, a negativa a volver a pasivar a superficie metálica con osíxeno pode ser un factor que contribúa á MIC neste traballo.
Dickinson et al.38 suxeriu que a velocidade das reaccións químicas e electroquímicas pode verse directamente afectada pola actividade metabólica das bacterias sésiles na superficie da mostra e pola natureza dos produtos da corrosión.Como se mostra na figura 5 e na táboa 5, o número de células e o grosor do biofilm diminuíron despois de 14 días.Isto pódese explicar razoablemente polo feito de que despois de 14 días, a maioría das células sésiles da superficie do 2707 HDSS morreron debido ao esgotamento de nutrientes no medio 2216E ou á liberación de ións metálicos tóxicos da matriz 2707 HDSS.Esta é unha limitación dos experimentos por lotes.
Neste traballo, un biofilm de P. aeruginosa contribuíu ao esgotamento local de Cr e Fe baixo o biofilm na superficie de 2707 HDSS (Fig. 6).A táboa 6 mostra a redución de Fe e Cr na mostra D en comparación coa mostra C, o que indica que o Fe e o Cr disoltos causados ​​pola biopelícula de P. aeruginosa persistiron durante os primeiros 7 días.O ambiente 2216E úsase para simular o medio mariño.Contén 17700 ppm de Cl-, que é comparable ao seu contido na auga do mar natural.A presenza de 17700 ppm Cl- foi o principal motivo da diminución do Cr en mostras abióticas de 7 e 14 días analizadas por XPS.En comparación coas mostras de P. aeruginosa, a disolución de Cr en mostras abióticas foi moito menor debido á forte resistencia do 2707 HDSS ao cloro en condicións abióticas.Sobre a fig.A figura 9 mostra a presenza de Cr6+ na película pasivadora.Pode estar implicado na eliminación de cromo das superficies de aceiro mediante biopelículas de P. aeruginosa, como suxiren Chen e Clayton.
Debido ao crecemento bacteriano, os valores de pH do medio antes e despois do cultivo foron 7,4 e 8,2, respectivamente.Así, por debaixo do biofilm de P. aeruginosa, é improbable que a corrosión do ácido orgánico contribúa a este traballo debido ao pH relativamente alto no medio a granel.O pH do medio de control non biolóxico non cambiou significativamente (de 7,4 inicial a 7,5 final) durante o período de proba de 14 días.O aumento do pH no medio de semente despois da incubación debeuse á actividade metabólica de P. aeruginosa e descubriuse que tiña o mesmo efecto sobre o pH en ausencia de tiras reactivas.
Como se mostra na Figura 7, a profundidade máxima do pozo causada polo biofilm de P. aeruginosa foi de 0,69 µm, que é moito maior que a do medio abiótico (0,02 µm).Isto é consistente cos datos electroquímicos descritos anteriormente.A profundidade do pozo de 0,69 µm é máis de dez veces menor que o valor de 9,5 µm informado para 2205 DSS nas mesmas condicións.Estes datos mostran que o 2707 HDSS presenta unha mellor resistencia aos MIC que o 2205 DSS.Isto non debería ser unha sorpresa xa que o HDSS 2707 ten niveis de Cr máis altos que proporcionan unha pasivación máis longa, máis difícil de depasivar a P. aeruginosa e, debido á súa estrutura de fase equilibrada, sen precipitacións secundarias daniñas causan picaduras.
En conclusión, atopáronse pozos MIC na superficie de 2707 HDSS en caldo de P. aeruginosa en comparación con pozos insignificantes no ambiente abiótico.Este traballo mostra que o 2707 HDSS ten mellor resistencia ao MIC que o 2205 DSS, pero non é completamente inmune ao MIC debido ao biofilm de P. aeruginosa.Estes resultados axudan na selección de aceiros inoxidables axeitados e a esperanza de vida para o medio mariño.
Cupón para 2707 HDSS ofrecido pola Northeastern University (NEU) School of Metalurgy en Shenyang, China.A composición elemental de 2707 HDSS móstrase na Táboa 1, que foi analizada polo Departamento de Ensaios e Análise de Materiais de NEU.Todas as mostras foron tratadas para obter solución sólida a 1180 ° C durante 1 hora.Antes das probas de corrosión, un 2707 HDSS en forma de moeda cunha superficie superior aberta de 1 cm2 foi pulido a grano 2000 con papel de lixa de carburo de silicio e despois pulido cunha suspensión en po de Al2O3 de 0,05 µm.Os laterais e o fondo están protexidos con pintura inerte.Despois do secado, as mostras laváronse con auga desionizada estéril e esterilizaron con etanol ao 75% (v/v) durante 0,5 h.Despois secáronse ao aire baixo luz ultravioleta (UV) durante 0,5 h antes do seu uso.
A cepa MCCC 1A00099 de Pseudomonas aeruginosa mariña foi adquirida no Centro de Colección de Culturas Mariñas de Xiamen (MCCC), China.Pseudomonas aeruginosa cultivouse en condicións aeróbicas a 37 °C en frascos de 250 ml e células electroquímicas de vidro de 500 ml utilizando medio líquido Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China).O medio contén (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 SrBr02, NaO3,02,03 016 6NH26NH3, 3,0016 NH3 5,0 peptona, 1,0 extracto de levadura e 0,1 citrato de ferro.Autoclave a 121 °C durante 20 minutos antes da inoculación.Contar células sésiles e planctónicas cun hemocitómetro baixo un microscopio óptico a 400 aumentos.A concentración inicial de Pseudomonas aeruginosa planctónica inmediatamente despois da inoculación foi de aproximadamente 106 células/ml.
Realizáronse probas electroquímicas nunha célula clásica de vidro de tres electrodos cun volume medio de 500 ml.A folla de platino e o electrodo de calomel saturado (SAE) foron conectados ao reactor a través de capilares Luggin cheos de pontes de sal, que servían de electrodos de contador e de referencia, respectivamente.Para a fabricación de electrodos de traballo, uníuse a cada mostra un fío de cobre engomado e cubriuse con resina epoxi, deixando preto de 1 cm2 de área desprotexida para o electrodo de traballo nun lado.Durante as medicións electroquímicas, as mostras colocáronse no medio 2216E e mantivéronse a unha temperatura de incubación constante (37 °C) nun baño de auga.Os datos de OCP, LPR, EIS e potencial de polarización dinámica foron medidos mediante un potenciostato Autolab (Referencia 600TM, Gamry Instruments, Inc., EUA).As probas de LPR rexistráronse a unha taxa de exploración de 0,125 mV s-1 no intervalo de -5 a 5 mV con Eocp e unha taxa de mostraxe de 1 Hz.EIS realizouse cunha onda sinusoidal nun rango de frecuencias de 0,01 a 10.000 Hz usando unha tensión aplicada de 5 mV en estado estacionario Eocp.Antes do varrido do potencial, os electrodos estaban en modo inactivo ata que se alcanzou un valor estable do potencial de corrosión libre.A continuación, medironse as curvas de polarización de -0,2 a 1,5 V en función de Eocp a unha velocidade de exploración de 0,166 mV/s.Cada proba repetiuse 3 veces con e sen P. aeruginosa.
As mostras para a análise metalográfica puíronse mecánicamente con papel SiC de grano 2000 húmido e despois puláronse cunha suspensión en po de Al2O3 de 0,05 µm para a observación óptica.A análise metalográfica realizouse mediante un microscopio óptico.As mostras foron gravadas cunha solución ao 10% en peso de hidróxido de potasio 43.
Despois da incubación, as mostras foron lavadas 3 veces con solución salina tamponada con fosfato (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) e despois fixadas con glutaraldehido ao 2,5% (v/v) durante 10 horas para fixar biopelículas.Despois deshidratouse con etanol por lotes (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% e 100% en volume) antes de secar ao aire.Finalmente, unha película de ouro é depositada na superficie da mostra para proporcionar condutividade para a observación SEM.As imaxes SEM centráronse en puntos coas células de P. aeruginosa máis sésiles na superficie de cada mostra.Realiza unha análise EDS para atopar elementos químicos.Utilizouse un microscopio de varrido láser confocal (CLSM) Zeiss (LSM 710, Zeiss, Alemaña) para medir a profundidade do pozo.Para observar pozos de corrosión baixo a biopelícula, a mostra de proba limpouse primeiro segundo o estándar nacional chinés (CNS) GB/T4334.4-2000 para eliminar os produtos de corrosión e a biopelícula da superficie da mostra de proba.
A análise de espectroscopia de fotoelectróns de raios X (XPS, sistema de análise de superficie ESCALAB250, Thermo VG, EUA) realizouse mediante unha fonte de raios X monocromática (liña de aluminio Kα cunha enerxía de 1500 eV e unha potencia de 150 W) nunha ampla gama de enerxías de unión 0 en condicións estándar de –1350 eV.Os espectros de alta resolución foron rexistrados usando unha enerxía de transmisión de 50 eV e un paso de 0,2 eV.
As mostras incubadas foron eliminadas e lavadas suavemente con PBS (pH 7,4 ± 0,2) durante 15 s45.Para observar a viabilidade bacteriana das biopelículas nas mostras, os biopelículas tinguironse usando o kit de viabilidade bacteriana LIVE/DEAD BacLight (Invitrogen, Eugene, OR, EUA).O kit contén dous colorantes fluorescentes: colorante fluorescente verde SYTO-9 e colorante fluorescente vermello de ioduro de propidio (PI).En CLSM, os puntos verdes e vermellos fluorescentes representan células vivas e mortas, respectivamente.Para a cor, 1 ml dunha mestura que contén 3 µl de SYTO-9 e 3 µl de solución de PI incubáronse durante 20 minutos a temperatura ambiente (23 °C) na escuridade.Despois, as mostras tinguidas examináronse a dúas lonxitudes de onda (488 nm para células vivas e 559 nm para células mortas) usando un aparello Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Xapón).O espesor da biopelícula mediuse en modo de dixitalización 3D.
Como citar este artigo: Li, H. et al.Corrosión microbiana do aceiro inoxidable súper dúplex 2707 por biofilm marino de Pseudomonas aeruginosa.a ciencia.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Craqueo por corrosión por tensión de aceiro inoxidable dúplex LDX 2101 en solucións de cloruro en presenza de tiosulfato. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Craqueo por corrosión por tensión de aceiro inoxidable dúplex LDX 2101 en solucións de cloruro en presenza de tiosulfato. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F.. творах хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Craqueo por corrosión por tensión de aceiro inoxidable dúplex LDX 2101 en solucións de cloruro en presenza 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 腐蚀 开裂 开裂 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倧惂像剧惂 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F.. творе хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Craqueo por corrosión por tensión de aceiro inoxidable dúplex LDX 2101 en solución de cloruro en presenza de tiosulfato.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efectos do tratamento térmico da solución e do nitróxeno no gas de protección na resistencia á corrosión por picaduras das soldaduras de aceiro inoxidable hiperdúplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efectos do tratamento térmico da solución e do nitróxeno no gas de protección na resistencia á corrosión por picaduras das soldaduras de aceiro inoxidable hiperdúplex.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS e Park, YS Efecto do tratamento térmico da solución e do nitróxeno no gas de protección na resistencia á corrosión por picaduras das soldaduras de aceiro inoxidable hiperdúplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS e Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS e Park, YS Efecto do tratamento térmico da solución e do nitróxeno no gas de protección na resistencia á corrosión por picaduras das soldaduras de aceiro inoxidable superdúplex.koros.a ciencia.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Estudo comparativo en química de picaduras inducidas microbiana e electroquímicamente de aceiro inoxidable 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Estudo comparativo en química de picaduras inducidas microbiana e electroquímicamente de aceiro inoxidable 316L.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. e Lewandowski, Z. Estudo químico comparativo de picaduras microbiolóxicas e electroquímicas de aceiro inoxidable 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. e Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. e Lewandowski, Z. Estudo químico comparativo de picaduras inducidas microbiolóxicas e electroquímicamente en aceiro inoxidable 316L.koros.a ciencia.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG e Xiao, K. O comportamento electroquímico do aceiro inoxidable dúplex 2205 en solucións alcalinas con pH diferente en presenza de cloruro. Luo, H., Dong, CF, Li, XG e Xiao, K. O comportamento electroquímico do aceiro inoxidable dúplex 2205 en solucións alcalinas con pH diferente en presenza de cloruro.Luo H., Dong KF, Lee HG e Xiao K. Comportamento electroquímico do aceiro inoxidable dúplex 2205 en solucións alcalinas con diferente pH en presenza de cloruro. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的町电化化 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Comportamento electroquímico do aceiro inoxidable 双相 en presenza de cloruro a diferente pH en solución alcalina.Luo H., Dong KF, Lee HG e Xiao K. Comportamento electroquímico do aceiro inoxidable dúplex 2205 en solucións alcalinas con diferente pH en presenza de cloruro.Electroquímica.Revista.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI A influencia dos biofilms mariños na corrosión: unha revisión concisa. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI A influencia dos biofilms mariños na corrosión: unha revisión concisa.Little, BJ, Lee, JS e Ray, RI Efectos dos biopelículas mariñas sobre a corrosión: unha breve revisión. 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 e Ray, RILittle, BJ, Lee, JS e Ray, RI Efectos dos biopelículas mariñas sobre a corrosión: unha breve revisión.Electroquímica.Revista.54, 2-7 (2008).