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सूक्ष्मजीवीय संक्षारण (MIC) कई उद्योगों में एक गंभीर समस्या है, क्योंकि इससे भारी आर्थिक नुकसान हो सकता है। सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील 2707 (2707 HDSS) का उपयोग समुद्री वातावरण में इसकी उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोधकता के कारण किया जाता है। हालांकि, MIC के प्रति इसकी प्रतिरोधकता को प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध नहीं किया गया है। इस अध्ययन में समुद्री वायवीय जीवाणु स्यूडोमोनास एरुगिनोसा द्वारा उत्पन्न MIC 2707 HDSS के व्यवहार की जांच की गई। विद्युत रासायनिक विश्लेषण से पता चला कि 2216E माध्यम में स्यूडोमोनास एरुगिनोसा बायोफिल्म की उपस्थिति में, संक्षारण विभव में सकारात्मक परिवर्तन और संक्षारण धारा घनत्व में वृद्धि होती है। एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS) के विश्लेषण से बायोफिल्म के नीचे नमूने की सतह पर क्रोमियम (Cr) की मात्रा में कमी देखी गई। गड्ढों के दृश्य विश्लेषण से पता चला कि 14 दिनों के ऊष्मायन के दौरान स्यूडोमोनास एरुगिनोसा बायोफिल्म ने अधिकतम 0.69 µm की गहराई तक गड्ढे बनाए। हालांकि यह मात्रा कम है, लेकिन यह इंगित करता है कि 2707 एचडीएसएस पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म के एमआईसी के प्रति पूरी तरह से प्रतिरोधी नहीं है।
उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों और संक्षारण प्रतिरोध के उत्तम संयोजन के कारण डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (डीएसएस) का उपयोग विभिन्न उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है1,2। हालांकि, इसमें अभी भी स्थानीयकृत गड्ढे बन जाते हैं जो इस स्टील की अखंडता को प्रभावित करते हैं3,4। डीएसएस सूक्ष्मजीव संक्षारण (एमआईसी) के प्रति प्रतिरोधी नहीं है5,6। डीएसएस के अनुप्रयोगों की व्यापक श्रृंखला के बावजूद, अभी भी ऐसे वातावरण हैं जहां डीएसएस का संक्षारण प्रतिरोध दीर्घकालिक उपयोग के लिए पर्याप्त नहीं है। इसका अर्थ है कि उच्च संक्षारण प्रतिरोध वाली अधिक महंगी सामग्रियों की आवश्यकता है। जियोन एट अल7 ने पाया कि सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (एसडीएसएस) में भी संक्षारण प्रतिरोध के मामले में कुछ सीमाएं हैं। इसलिए, कुछ मामलों में, उच्च संक्षारण प्रतिरोध वाले सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (एचडीएसएस) की आवश्यकता होती है। इसी से उच्च मिश्रित एचडीएसएस के विकास का मार्ग प्रशस्त हुआ।
डीएसएस की संक्षारण प्रतिरोधकता अल्फा और गामा चरणों के अनुपात पर निर्भर करती है और दूसरे चरण के निकटवर्ती क्षेत्रों 8, 9, 10 में Cr, Mo और W की कमी पाई जाती है। एचडीएसएस में Cr, Mo और N11 की मात्रा अधिक होती है, इसलिए इसमें उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोधकता होती है और समतुल्य पिटिंग प्रतिरोध संख्या (PREN) का मान उच्च (45-50) होता है, जिसे wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt.%W) + 16% wt. N12 द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसकी उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोधकता लगभग 50% फेरिटिक (α) और 50% ऑस्टेनिटिक (γ) चरणों वाली संतुलित संरचना पर निर्भर करती है। एचडीएसएस में बेहतर यांत्रिक गुण और क्लोराइड संक्षारण के प्रति उच्च प्रतिरोधकता होती है। बेहतर संक्षारण प्रतिरोधकता समुद्री वातावरण जैसे अधिक आक्रामक क्लोराइड वातावरण में एचडीएसएस के उपयोग को बढ़ाती है।
तेल, गैस और जल उद्योग जैसे कई उद्योगों में एमआईसी एक प्रमुख समस्या है।¹⁴ सभी संक्षारण क्षति में एमआईसी का योगदान 20% है।¹⁵ एमआईसी एक जैव-विद्युत रासायनिक संक्षारण है जो कई वातावरणों में देखा जा सकता है। धातु की सतहों पर बनने वाली जैव-फिल्में विद्युत रासायनिक स्थितियों को बदल देती हैं, जिससे संक्षारण प्रक्रिया प्रभावित होती है। यह व्यापक रूप से माना जाता है कि एमआईसी संक्षारण जैव-फिल्मों के कारण होता है। विद्युतजनक सूक्ष्मजीव जीवित रहने के लिए आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए धातुओं को खा जाते हैं।¹⁷ हाल के एमआईसी अध्ययनों से पता चला है कि ईईटी (बाह्यकोशिकीय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण) विद्युतजनक सूक्ष्मजीवों द्वारा प्रेरित एमआईसी में दर-सीमित कारक है। झांग एट अल.¹⁸ ने प्रदर्शित किया कि इलेक्ट्रॉन मध्यस्थ डेसल्फोविब्रियो सेसिफिकन्स कोशिकाओं और 304 स्टेनलेस स्टील के बीच इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण को गति देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एमआईसी का हमला अधिक गंभीर होता है। एनिंग एट अल.¹⁹ और वेन्ज़लाफ़ एट अल. 20 अध्ययनों से पता चला है कि संक्षारक सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया (एसआरबी) के बायोफिल्म धातु सब्सट्रेट से सीधे इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गंभीर गड्ढे बन जाते हैं।
डीएसएस एसआरबी, आयरन-रिड्यूसिंग बैक्टीरिया (आईआरबी), आदि युक्त मीडिया में एमआईसी के प्रति संवेदनशील माना जाता है। 21 ये बैक्टीरिया बायोफिल्म के नीचे डीएसएस की सतह पर स्थानीयकृत गड्ढे बनाते हैं। 22,23 डीएसएस के विपरीत, एचडीएसएस 24 एमआईसी अच्छी तरह से ज्ञात नहीं है।
स्यूडोमोनास एरुजिनोसा एक ग्राम-ऋणात्मक, गतिशील, छड़ के आकार का जीवाणु है जो प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित है।25 समुद्री वातावरण में भी स्यूडोमोनास एरुजिनोसा एक प्रमुख सूक्ष्मजीव समूह है, जो उच्च एमआईसी सांद्रता का कारण बनता है। स्यूडोमोनास संक्षारण प्रक्रिया में सक्रिय रूप से शामिल होता है और बायोफिल्म निर्माण के दौरान एक अग्रणी उपनिवेशक के रूप में पहचाना जाता है। महात एट अल.28 और युआन एट अल.29 ने प्रदर्शित किया कि स्यूडोमोनास एरुजिनोसा जलीय वातावरण में हल्के इस्पात और मिश्र धातुओं की संक्षारण दर को बढ़ाने की प्रवृत्ति रखता है।
इस अध्ययन का मुख्य उद्देश्य समुद्री वायवीय जीवाणु स्यूडोमोनास एरुगिनोसा द्वारा उत्पन्न एमआईसी 2707 एचडीएसएस के गुणों का विद्युत रासायनिक विधियों, सतह विश्लेषण विधियों और संक्षारण उत्पाद विश्लेषण का उपयोग करके अध्ययन करना था। एमआईसी 2707 एचडीएसएस के व्यवहार का अध्ययन करने के लिए ओपन सर्किट पोटेंशियल (ओसीपी), लीनियर पोलराइजेशन रेजिस्टेंस (एलपीआर), इलेक्ट्रोकेमिकल इम्पीडेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी (ईआईएस) और पोटेंशियल डायनेमिक पोलराइजेशन सहित विद्युत रासायनिक अध्ययन किए गए। संक्षारित सतह पर रासायनिक तत्वों का पता लगाने के लिए ऊर्जा विसरणीय स्पेक्ट्रोमेट्रिक विश्लेषण (ईडीएस) किया गया। इसके अतिरिक्त, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा युक्त समुद्री वातावरण के प्रभाव में ऑक्साइड फिल्म पैसिवेशन की स्थिरता निर्धारित करने के लिए एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) का उपयोग किया गया। गड्ढों की गहराई को कन्फोकल लेजर स्कैनिंग माइक्रोस्कोप (सीएलएसएम) के तहत मापा गया।
तालिका 1 में 2707 HDSS की रासायनिक संरचना दर्शाई गई है। तालिका 2 से पता चलता है कि 2707 HDSS में उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं और इसकी उपज सामर्थ्य 650 MPa है। चित्र 1 में विलयन ऊष्मा उपचारित 2707 HDSS की प्रकाशीय सूक्ष्म संरचना दर्शाई गई है। लगभग 50% ऑस्टेनाइट और 50% फेराइट चरणों वाली इस सूक्ष्म संरचना में द्वितीयक चरणों के बिना ऑस्टेनाइट और फेराइट चरणों की लम्बी पट्टियाँ दिखाई देती हैं।
चित्र 2a में 2216E अजैविक माध्यम और P. aeruginosa ब्रोथ में 2707 HDSS के लिए 37°C पर 14 दिनों तक एक्सपोज़र समय के सापेक्ष ओपन सर्किट पोटेंशियल (Eocp) दर्शाया गया है। इससे पता चलता है कि Eocp में सबसे बड़ा और महत्वपूर्ण परिवर्तन पहले 24 घंटों के भीतर होता है। दोनों ही मामलों में Eocp का मान लगभग 16 घंटे पर -145 mV (SCE की तुलना में) पर चरम पर पहुँच गया और फिर तेजी से गिरकर अजैविक नमूने और P. aeruginosa कूपन के लिए क्रमशः -477 mV (SCE की तुलना में) और -236 mV (SCE की तुलना में) तक पहुँच गया। 24 घंटे के बाद, P. aeruginosa के लिए Eocp 2707 HDSS का मान -228 mV (SCE की तुलना में) पर अपेक्षाकृत स्थिर रहा, जबकि गैर-जैविक नमूनों के लिए संबंधित मान लगभग -442 mV (SCE की तुलना में) था। पी. एरुगिनोसा की उपस्थिति में ईओसीपी का स्तर काफी कम था।
37 डिग्री सेल्सियस पर अजैविक माध्यम और स्यूडोमोनास एरुगिनोसा ब्रोथ में 2707 एचडीएसएस नमूनों का विद्युतरासायनिक अध्ययन:
(a) एक्सपोज़र समय के फलन के रूप में Eocp, (b) 14वें दिन ध्रुवीकरण वक्र, (c) एक्सपोज़र समय के फलन के रूप में Rp, और (d) एक्सपोज़र समय के फलन के रूप में icorr।
तालिका 3 में 14 दिनों की अवधि में अजैविक और स्यूडोमोनास एरुगिनोसा से संक्रमित माध्यमों के संपर्क में आए 2707 एचडीएसएस नमूनों के विद्युतरासायनिक संक्षारण मापदंडों को दर्शाया गया है। मानक विधियों30,31 के अनुसार, एनोड और कैथोड वक्रों की स्पर्शरेखाओं को प्रतिच्छेदन बिंदुओं तक विस्तारित किया गया, जिससे संक्षारण धारा घनत्व (icorr), संक्षारण विभव (Ecorr) और टैफेल ढलान (βα और βc) प्राप्त हुए।
चित्र 2b में दर्शाए अनुसार, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा वक्र में ऊपर की ओर बदलाव के परिणामस्वरूप अजैविक वक्र की तुलना में इकोर में वृद्धि हुई। संक्षारण दर के समानुपाती इकोर का मान स्यूडोमोनास एरुगिनोसा नमूने में बढ़कर 0.328 µA cm-2 हो गया, जो कि अजैविक नमूने (0.087 µA cm-2) की तुलना में चार गुना अधिक है।
एलपीआर तीव्र संक्षारण विश्लेषण के लिए एक क्लासिक गैर-विनाशकारी विद्युत रासायनिक विधि है। इसका उपयोग एमआईसी32 के अध्ययन के लिए भी किया गया है। चित्र 2सी में ध्रुवीकरण प्रतिरोध (आरपी) को एक्सपोज़र समय के फलन के रूप में दर्शाया गया है। उच्च आरपी मान का अर्थ है कम संक्षारण। पहले 24 घंटों के भीतर, अजैविक नमूनों के लिए आरपी 2707 एचडीएसएस 1955 kΩ cm2 और स्यूडोमोनास एरुगिनोसा नमूनों के लिए 1429 kΩ cm2 पर चरम पर पहुंच गया। चित्र 2सी यह भी दर्शाता है कि एक दिन के बाद आरपी मान तेजी से कम हो गया और फिर अगले 13 दिनों तक अपेक्षाकृत अपरिवर्तित रहा। स्यूडोमोनास एरुगिनोसा नमूने का आरपी मान लगभग 40 kΩ cm2 है, जो एक गैर-जैविक नमूने के 450 kΩ cm2 मान से काफी कम है।
icorr का मान एकसमान संक्षारण दर के समानुपाती होता है। इसका मान निम्नलिखित स्टर्न-गिरि समीकरण से परिकलित किया जा सकता है:
ज़ो एट अल. 33 के अनुसार, इस अध्ययन में टैफेल स्लोप B का विशिष्ट मान 26 mV/dec लिया गया था। चित्र 2d दर्शाता है कि गैर-जैविक नमूने 2707 का icorr अपेक्षाकृत स्थिर रहा, जबकि P. aeruginosa नमूने का icorr मान पहले 24 घंटों के बाद काफी उतार-चढ़ाव दिखाता है। P. aeruginosa नमूनों का icorr मान गैर-जैविक नियंत्रणों की तुलना में एक परिमाण अधिक था। यह प्रवृत्ति ध्रुवीकरण प्रतिरोध के परिणामों के अनुरूप है।
EIS संक्षारित सतहों पर विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लक्षण वर्णन के लिए उपयोग की जाने वाली एक अन्य गैर-विनाशकारी विधि है। अजैविक वातावरण और स्यूडोमोनास एरुगिनोसा विलयन के संपर्क में आए नमूनों के प्रतिबाधा स्पेक्ट्रा और परिकलित धारिता मान, नमूने की सतह पर निर्मित निष्क्रिय फिल्म/बायोफिल्म प्रतिरोध Rb, आवेश स्थानांतरण प्रतिरोध Rct, विद्युत द्विपरत धारिता Cdl (EDL) और स्थिर QCPE चरण तत्व पैरामीटर (CPE) का विश्लेषण किया गया। इन मापदंडों का आगे समतुल्य परिपथ (EEC) मॉडल का उपयोग करके डेटा को फिट करके विश्लेषण किया गया।
चित्र 3 में विभिन्न इनक्यूबेशन समयों के लिए अजैविक माध्यमों और स्यूडोमोनास एरुगिनोसा ब्रोथ में 2707 एचडीएसएस नमूनों के लिए विशिष्ट नाइक्विस्ट प्लॉट (ए और बी) और बोडे प्लॉट (ए' और बी') दर्शाए गए हैं। स्यूडोमोनास एरुगिनोसा की उपस्थिति में नाइक्विस्ट रिंग का व्यास घट जाता है। बोडे प्लॉट (चित्र 3बी') कुल प्रतिबाधा में वृद्धि दर्शाता है। चरण अधिकतम से विश्राम समय स्थिरांक के बारे में जानकारी प्राप्त की जा सकती है। चित्र 4 में एक मोनोलेयर (ए) और एक बाइलेयर (बी) पर आधारित भौतिक संरचनाएं और संबंधित ईईसी दर्शाए गए हैं। सीपीई को ईईसी मॉडल में शामिल किया गया है। इसकी प्रवेश्यता और प्रतिबाधा को निम्नानुसार व्यक्त किया गया है:
नमूना 2707 एचडीएसएस के प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम को फिट करने के लिए दो भौतिक मॉडल और संबंधित समतुल्य परिपथ:
जहां Y0 KPI मान है, j काल्पनिक संख्या या (-1)1/2 है, ω कोणीय आवृत्ति है, n एक से कम KPI शक्ति सूचकांक है35। आवेश स्थानांतरण प्रतिरोध व्युत्क्रमण (अर्थात 1/Rct) संक्षारण दर के अनुरूप है। Rct जितना छोटा होगा, संक्षारण दर उतनी ही अधिक होगी27। 14 दिनों के ऊष्मायन के बाद, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा नमूनों का Rct 32 kΩ cm2 तक पहुँच गया, जो कि गैर-जैविक नमूनों के 489 kΩ cm2 से काफी कम है (तालिका 4)।
चित्र 5 में CLSM और SEM छवियों से स्पष्ट रूप से पता चलता है कि 7 दिनों के बाद HDSS नमूना 2707 की सतह पर बायोफिल्म की परत घनी है। हालांकि, 14 दिनों के बाद, बायोफिल्म का आवरण कमज़ोर हो गया और कुछ मृत कोशिकाएं दिखाई देने लगीं। तालिका 5 में P. aeruginosa के संपर्क में 7 और 14 दिनों के बाद 2707 HDSS नमूनों पर बायोफिल्म की मोटाई दर्शाई गई है। बायोफिल्म की अधिकतम मोटाई 7 दिनों के बाद 23.4 µm से घटकर 14 दिनों के बाद 18.9 µm हो गई। बायोफिल्म की औसत मोटाई ने भी इस प्रवृत्ति की पुष्टि की। यह 7 दिनों के बाद 22.2 ± 0.7 µm से घटकर 14 दिनों के बाद 17.8 ± 1.0 µm हो गई।
(a) 7 दिन बाद की 3-डी सीएलएसएम छवि, (b) 14 दिन बाद की 3-डी सीएलएसएम छवि, (c) 7 दिन बाद की एसईएम छवि, और (d) 14 दिन बाद की एसईएम छवि।
ईएमएफ ने 14 दिनों तक पी. एरुगिनोसा के संपर्क में रहे नमूनों पर बायोफिल्म और संक्षारण उत्पादों में रासायनिक तत्वों का खुलासा किया। चित्र 6 दर्शाता है कि बायोफिल्म और संक्षारण उत्पादों में कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और फास्फोरस की मात्रा शुद्ध धातुओं की तुलना में काफी अधिक है, क्योंकि ये तत्व बायोफिल्म और उनके मेटाबोलाइट्स से जुड़े होते हैं। सूक्ष्मजीवों को क्रोमियम और आयरन की केवल थोड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है। नमूनों की सतह पर बायोफिल्म और संक्षारण उत्पादों में क्रोमियम और आयरन का उच्च स्तर यह दर्शाता है कि संक्षारण के कारण धातु मैट्रिक्स ने तत्वों को खो दिया है।
14 दिनों के बाद, मीडियम 2216E में P. aeruginosa की उपस्थिति और अनुपस्थिति वाले गड्ढे देखे गए। इनक्यूबेशन से पहले, नमूनों की सतह चिकनी और दोषरहित थी (चित्र 7a)। इनक्यूबेशन और बायोफिल्म तथा संक्षारण उत्पादों को हटाने के बाद, नमूनों की सतह पर मौजूद सबसे गहरे गड्ढों की जांच CLSM का उपयोग करके की गई, जैसा कि चित्र 7b और c में दिखाया गया है। गैर-जैविक नियंत्रणों की सतह पर कोई स्पष्ट गड्ढा नहीं पाया गया (गड्ढे की अधिकतम गहराई 0.02 µm)। P. aeruginosa के कारण बने गड्ढे की अधिकतम गहराई 7 दिनों में 0.52 µm और 14 दिनों में 0.69 µm थी, जो 3 नमूनों से प्राप्त औसत अधिकतम गड्ढे की गहराई पर आधारित है (प्रत्येक नमूने के लिए 10 अधिकतम गड्ढे की गहराई का चयन किया गया था)। क्रमशः 0.42 ± 0.12 µm और 0.52 ± 0.15 µm की गहराई प्राप्त हुई (तालिका 5)। छेद की गहराई के ये मान छोटे हैं लेकिन महत्वपूर्ण हैं।
(a) एक्सपोजर से पहले, (b) एक अजैविक वातावरण में 14 दिन, और (c) स्यूडोमोनास एरुगिनोसा ब्रोथ में 14 दिन।
चित्र 8 में विभिन्न नमूना सतहों के XPS स्पेक्ट्रा दिखाए गए हैं, और प्रत्येक सतह के लिए विश्लेषित रासायनिक संरचना को तालिका 6 में संक्षेपित किया गया है। तालिका 6 में, P. aeruginosa (नमूने A और B) की उपस्थिति में Fe और Cr के परमाणु प्रतिशत गैर-जैविक नियंत्रणों (नमूने C और D) की तुलना में काफी कम थे। P. aeruginosa नमूने के लिए, Cr 2p नाभिक के स्तर पर स्पेक्ट्रल वक्र को 574.4, 576.6, 578.3 और 586.8 eV की बंधन ऊर्जा (BE) वाले चार शिखर घटकों में फिट किया गया था, जिन्हें क्रमशः Cr, Cr2O3, CrO3 और Cr(OH)3 के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है (चित्र 9a और b)। अजैविक नमूनों के लिए, मुख्य Cr 2p स्तर के स्पेक्ट्रम में Cr (BE के लिए 573.80 eV) और Cr2O3 (BE के लिए 575.90 eV) के लिए दो मुख्य शिखर होते हैं, जैसा कि चित्र 9c और d में क्रमशः दर्शाया गया है। अजैविक नमूनों और P. aeruginosa नमूनों के बीच सबसे उल्लेखनीय अंतर बायोफिल्म के नीचे Cr6+ की उपस्थिति और Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) का उच्च सापेक्ष अनुपात था।
नमूना 2707 एचडीएसएस की सतह के व्यापक एक्सपीएस स्पेक्ट्रा को दो माध्यमों में क्रमशः 7 और 14 दिनों के लिए दर्शाया गया है।
(a) पी. एरुगिनोसा के संपर्क में 7 दिन, (b) पी. एरुगिनोसा के संपर्क में 14 दिन, (c) अजैविक वातावरण में 7 दिन, और (d) अजैविक वातावरण में 14 दिन।
एचडीएसएस अधिकांश वातावरणों में उच्च स्तर का संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करता है। किम एट अल.2 ने बताया कि एचडीएसएस यूएनएस एस32707 को 45 से अधिक पीआरईएन वाले उच्च मिश्रित डीएसएस के रूप में पहचाना गया था। इस अध्ययन में नमूना 2707 एचडीएसएस का पीआरईएन मान 49 था। यह उच्च क्रोमियम सामग्री और मोलिब्डेनम और निकल की उच्च सामग्री के कारण है, जो अम्लीय वातावरण और उच्च क्लोराइड सामग्री वाले वातावरण में उपयोगी हैं। इसके अलावा, एक सुव्यवस्थित संरचना और दोषरहित सूक्ष्म संरचना संरचनात्मक स्थिरता और संक्षारण प्रतिरोध के लिए लाभकारी हैं। हालांकि, इसके उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध के बावजूद, इस अध्ययन के प्रायोगिक आंकड़े बताते हैं कि 2707 एचडीएसएस पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म एमआईसी के प्रति पूरी तरह से प्रतिरोधी नहीं है।
विद्युत रासायनिक परिणामों से पता चला कि गैर-जैविक वातावरण की तुलना में P. aeruginosa ब्रोथ में 2707 HDSS की संक्षारण दर 14 दिनों के बाद काफी बढ़ गई। चित्र 2a में, पहले 24 घंटों के दौरान अजैविक माध्यम और P. aeruginosa ब्रोथ दोनों में Eocp में कमी देखी गई। इसके बाद, बायोफिल्म नमूने की सतह को पूरी तरह से ढक लेती है, और Eocp अपेक्षाकृत स्थिर हो जाता है36। हालांकि, जैविक Eocp स्तर गैर-जैविक Eocp स्तर से काफी अधिक था। यह मानने के कारण हैं कि यह अंतर P. aeruginosa बायोफिल्म के निर्माण से जुड़ा है। चित्र 2d में, P. aeruginosa की उपस्थिति में, icorr 2707 HDSS का मान 0.627 μA cm-2 तक पहुँच गया, जो अजैविक नियंत्रण (0.063 μA cm-2) की तुलना में परिमाण का एक क्रम अधिक है, जो EIS द्वारा मापे गए Rct मान के अनुरूप था। शुरुआती कुछ दिनों के दौरान, P. aeruginosa ब्रोथ में P. aeruginosa कोशिकाओं के जुड़ने और बायोफिल्म बनने के कारण प्रतिबाधा मान बढ़ गए। हालांकि, जब बायोफिल्म नमूने की सतह को पूरी तरह से ढक लेती है, तो प्रतिबाधा कम हो जाती है। सुरक्षात्मक परत पर मुख्य रूप से बायोफिल्म और बायोफिल्म मेटाबोलाइट्स के निर्माण के कारण हमला होता है। परिणामस्वरूप, समय के साथ संक्षारण प्रतिरोध कम हो गया और P. aeruginosa के जुड़ने से स्थानीय संक्षारण हुआ। अजैविक वातावरण में रुझान अलग थे। गैर-जैविक नियंत्रण का संक्षारण प्रतिरोध P. aeruginosa ब्रोथ के संपर्क में आए नमूनों के संबंधित मान से कहीं अधिक था। इसके अलावा, अजैविक नमूनों के लिए, Rct 2707 HDSS का मान 14वें दिन 489 kΩ cm2 तक पहुंच गया, जो P. aeruginosa की उपस्थिति में Rct मान (32 kΩ cm2) से 15 गुना अधिक है। इस प्रकार, 2707 एचडीएसएस में रोगाणु रहित वातावरण में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध होता है, लेकिन यह पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म से उत्पन्न एमआईसी के प्रति प्रतिरोधी नहीं है।
ये परिणाम चित्र 2b में ध्रुवीकरण वक्रों से भी देखे जा सकते हैं। एनोडिक शाखाकरण को स्यूडोमोनास एरुगिनोसा बायोफिल्म निर्माण और धातु ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं से जोड़ा गया है। इस मामले में, कैथोडिक प्रतिक्रिया ऑक्सीजन का अपचयन है। पी. एरुगिनोसा की उपस्थिति ने संक्षारण धारा घनत्व को काफी हद तक बढ़ा दिया, जो अजैविक नियंत्रण की तुलना में लगभग दस गुना अधिक था। यह दर्शाता है कि पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म 2707 एचडीएसएस के स्थानीयकृत संक्षारण को बढ़ाती है। युआन एट अल.29 ने पाया कि पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म की क्रिया के तहत Cu-Ni 70/30 मिश्र धातु का संक्षारण धारा घनत्व बढ़ गया। यह स्यूडोमोनास एरुगिनोसा बायोफिल्म द्वारा ऑक्सीजन अपचयन के जैवउत्प्रेरण के कारण हो सकता है। यह अवलोकन इस कार्य में एमआईसी 2707 एचडीएसएस की व्याख्या भी कर सकता है। वायवीय बायोफिल्म के अंतर्गत ऑक्सीजन की मात्रा भी कम हो सकती है। इसलिए, ऑक्सीजन के साथ धातु की सतह को पुनः निष्क्रिय करने से इनकार करना इस कार्य में एमआईसी में योगदान देने वाला एक कारक हो सकता है।
डिकिंसन एट अल. 38 ने सुझाव दिया कि रासायनिक और विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर नमूने की सतह पर स्थिर जीवाणुओं की चयापचय गतिविधि और संक्षारण उत्पादों की प्रकृति से सीधे प्रभावित हो सकती है। जैसा कि चित्र 5 और तालिका 5 में दिखाया गया है, 14 दिनों के बाद कोशिकाओं की संख्या और बायोफिल्म की मोटाई कम हो गई। इसका कारण यह है कि 14 दिनों के बाद, 2707 HDSS की सतह पर मौजूद अधिकांश स्थिर कोशिकाएं 2216E माध्यम में पोषक तत्वों की कमी या 2707 HDSS मैट्रिक्स से विषाक्त धातु आयनों के निकलने के कारण मर गईं। यह बैच प्रयोगों की एक सीमा है।
इस अध्ययन में, P. aeruginosa बायोफिल्म ने 2707 HDSS की सतह पर बायोफिल्म के नीचे Cr और Fe के स्थानीय क्षरण में योगदान दिया (चित्र 6)। तालिका 6 नमूना C की तुलना में नमूना D में Fe और Cr की कमी दर्शाती है, जिससे पता चलता है कि P. aeruginosa बायोफिल्म के कारण घुलित Fe और Cr पहले 7 दिनों तक बने रहे। समुद्री वातावरण का अनुकरण करने के लिए 2216E वातावरण का उपयोग किया गया है। इसमें 17700 ppm Cl- होता है, जो प्राकृतिक समुद्री जल में इसकी मात्रा के बराबर है। 17700 ppm Cl- की उपस्थिति XPS द्वारा विश्लेषित 7 और 14 दिनों के अजैविक नमूनों में Cr की कमी का मुख्य कारण थी। P. aeruginosa नमूनों की तुलना में, अजैविक परिस्थितियों में क्लोरीन के प्रति 2707 HDSS के प्रबल प्रतिरोध के कारण अजैविक नमूनों में Cr का विघटन बहुत कम था। चित्र 9 में निष्क्रिय करने वाली फिल्म में Cr6+ की उपस्थिति दर्शाई गई है। चेन और क्लेटन के सुझाव के अनुसार, यह पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म द्वारा स्टील की सतहों से क्रोमियम को हटाने में शामिल हो सकता है।
जीवाणु वृद्धि के कारण, संवर्धन से पहले और बाद में माध्यम का pH मान क्रमशः 7.4 और 8.2 था। इस प्रकार, P. aeruginosa बायोफिल्म के नीचे, कार्बनिक अम्ल क्षरण का इस कार्य में योगदान होने की संभावना नहीं है, क्योंकि मुख्य माध्यम का pH अपेक्षाकृत उच्च है। 14 दिनों की परीक्षण अवधि के दौरान गैर-जैविक नियंत्रण माध्यम का pH मान महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदला (प्रारंभिक 7.4 से अंतिम 7.5 तक)। ऊष्मायन के बाद बीज माध्यम में pH में वृद्धि P. aeruginosa की चयापचय गतिविधि के कारण हुई और परीक्षण स्ट्रिप्स की अनुपस्थिति में pH पर इसका प्रभाव समान पाया गया।
चित्र 7 में दर्शाए अनुसार, P. aeruginosa बायोफिल्म द्वारा निर्मित गड्ढे की अधिकतम गहराई 0.69 µm थी, जो अजैविक माध्यम (0.02 µm) की तुलना में काफी अधिक है। यह ऊपर वर्णित विद्युत रासायनिक आंकड़ों के अनुरूप है। 0.69 µm की गड्ढे की गहराई, समान परिस्थितियों में 2205 DSS के लिए रिपोर्ट किए गए 9.5 µm मान से दस गुना से भी कम है। ये आंकड़े दर्शाते हैं कि 2707 HDSS, 2205 DSS की तुलना में MICs के प्रति बेहतर प्रतिरोध प्रदर्शित करता है। यह आश्चर्य की बात नहीं है क्योंकि 2707 HDSS में क्रोमियम का स्तर अधिक होता है, जो लंबे समय तक निष्क्रियता प्रदान करता है, P. aeruginosa को निष्क्रिय करना अधिक कठिन बनाता है, और हानिकारक द्वितीयक अवक्षेपण के बिना इसकी संतुलित चरण संरचना के कारण गड्ढे बनते हैं।
निष्कर्षतः, अजैविक वातावरण में नगण्य गड्ढों की तुलना में, पी. एरुगिनोसा ब्रोथ में 2707 एचडीएसएस की सतह पर एमआईसी गड्ढे पाए गए। यह अध्ययन दर्शाता है कि 2707 एचडीएसएस में 2205 डीएसएस की तुलना में एमआईसी के प्रति बेहतर प्रतिरोध क्षमता है, लेकिन पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म के कारण यह एमआईसी से पूरी तरह प्रतिरक्षित नहीं है। ये परिणाम समुद्री वातावरण के लिए उपयुक्त स्टेनलेस स्टील के चयन और उसकी जीवन प्रत्याशा में सहायक हैं।
चीन के शेनयांग स्थित पूर्वोत्तर विश्वविद्यालय (एनईयू) के धातु विज्ञान संकाय द्वारा 2707 एचडीएसएस के लिए कूपन उपलब्ध कराया गया है। 2707 एचडीएसएस की मौलिक संरचना तालिका 1 में दर्शाई गई है, जिसका विश्लेषण एनईयू के सामग्री विश्लेषण एवं परीक्षण विभाग द्वारा किया गया था। सभी नमूनों को 1180°C पर 1 घंटे के लिए ठोस विलयन प्रक्रिया से गुजारा गया। संक्षारण परीक्षण से पहले, 1 सेमी² के शीर्ष खुले सतह क्षेत्र वाले सिक्के के आकार के 2707 एचडीएसएस को सिलिकॉन कार्बाइड सैंडपेपर से 2000 ग्रिट तक पॉलिश किया गया और फिर 0.05 µm Al₂O₃ पाउडर के घोल से पॉलिश किया गया। किनारों और तली को अक्रिय पेंट से संरक्षित किया गया। सुखाने के बाद, नमूनों को रोगाणुरहित विआयनीकृत जल से धोया गया और 75% (v/v) इथेनॉल से 0.5 घंटे के लिए रोगाणुरहित किया गया। उपयोग से पहले, उन्हें पराबैंगनी (यूवी) प्रकाश के नीचे 0.5 घंटे के लिए हवा में सुखाया गया।
समुद्री स्यूडोमोनास एरुजिनोसा स्ट्रेन MCCC 1A00099 को ज़ियामेन समुद्री संवर्धन संग्रह केंद्र (MCCC), चीन से खरीदा गया था। स्यूडोमोनास एरुजिनोसा को 37°C तापमान पर 250 मिलीलीटर फ्लास्क और 500 मिलीलीटर कांच के इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में समुद्री 2216E तरल माध्यम (किंगदाओ होप बायोटेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड, किंगदाओ, चीन) का उपयोग करके वायवीय परिस्थितियों में उगाया गया था। माध्यम में (ग्राम/लीटर): 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 NH2, 3.0016 NH3, 5.0 पेप्टोन, 1.0 यीस्ट एक्सट्रेक्ट और 0.1 आयरन साइट्रेट शामिल हैं। इनोक्यूलेशन से पहले 121°C पर 20 मिनट के लिए ऑटोक्लेव करें। 400 गुना आवर्धन पर प्रकाश सूक्ष्मदर्शी के नीचे हीमोसाइटोमीटर का उपयोग करके स्थिर और प्लवक कोशिकाओं की गणना करें। संक्रमण के तुरंत बाद प्लवक स्यूडोमोनास एरुगिनोसा की प्रारंभिक सांद्रता लगभग 106 कोशिकाएं/मिलीलीटर थी।
500 मिलीलीटर के मध्यम आयतन वाले एक क्लासिक तीन-इलेक्ट्रोड ग्लास सेल में विद्युत रासायनिक परीक्षण किए गए। प्लैटिनम शीट और संतृप्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड (एसएई) को लवण सेतुओं से भरी लुगिन केशिकाओं के माध्यम से रिएक्टर से जोड़ा गया, जो क्रमशः काउंटर और संदर्भ इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करती थीं। कार्यशील इलेक्ट्रोड के निर्माण के लिए, प्रत्येक नमूने से रबरयुक्त तांबे के तार को जोड़ा गया और उसे एपॉक्सी राल से ढक दिया गया, जिससे एक तरफ कार्यशील इलेक्ट्रोड के लिए लगभग 1 सेमी² का असुरक्षित क्षेत्र बचा रहा। विद्युत रासायनिक मापन के दौरान, नमूनों को 2216E माध्यम में रखा गया और जल स्नान में स्थिर ऊष्मायन तापमान (37°C) पर रखा गया। ओसीपी, एलपीआर, ईआईएस और विभव गतिशील ध्रुवीकरण डेटा को ऑटोलैब पोटेंशियोस्टेट (रेफरेंस 600टीएम, गैमरी इंस्ट्रूमेंट्स, इंक., यूएसए) का उपयोग करके मापा गया। एलपीआर परीक्षण 0.125 mV s⁻¹ की स्कैन दर पर -5 से 5 mV की सीमा में ईओसीपी के साथ और 1 Hz की सैंपलिंग दर पर रिकॉर्ड किए गए। ईआईएस को 0.01 से 10,000 Hz की आवृत्ति सीमा में साइन तरंग का उपयोग करके, स्थिर अवस्था ईओसीपी पर 5 mV के अनुप्रयुक्त वोल्टेज के साथ किया गया। विभव स्वीप से पहले, इलेक्ट्रोड तब तक निष्क्रिय अवस्था में थे जब तक कि मुक्त संक्षारण विभव का एक स्थिर मान प्राप्त नहीं हो गया। इसके बाद, ध्रुवीकरण वक्रों को -0.2 से 1.5 V तक ईओसीपी के फलन के रूप में 0.166 mV/s की स्कैन दर पर मापा गया। प्रत्येक परीक्षण को पी. एरुगिनोसा की उपस्थिति और अनुपस्थिति में 3 बार दोहराया गया।
धातुवैज्ञानिक विश्लेषण के लिए नमूनों को पहले गीले 2000 ग्रिट SiC पेपर से यांत्रिक रूप से पॉलिश किया गया और फिर प्रकाशीय अवलोकन के लिए 0.05 µm Al2O3 पाउडर सस्पेंशन से पॉलिश किया गया। धातुवैज्ञानिक विश्लेषण एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके किया गया। नमूनों को पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड 43 के 10 wt% घोल से एच किया गया।
इनक्यूबेशन के बाद, नमूनों को फॉस्फेट बफर्ड सलाइन (पीबीएस) (पीएच 7.4 ± 0.2) से तीन बार धोया गया और फिर बायोफिल्म को स्थिर करने के लिए 2.5% (v/v) ग्लूटराल्डिहाइड से 10 घंटे तक फिक्स किया गया। इसके बाद, हवा में सुखाने से पहले इसे बैच इथेनॉल (आयतन के अनुसार 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% और 100%) से निर्जलित किया गया। अंत में, एसईएम अवलोकन के लिए चालकता प्रदान करने हेतु नमूने की सतह पर एक सोने की परत चढ़ाई गई। एसईएम छवियों को प्रत्येक नमूने की सतह पर सबसे अधिक स्थिर पी. एरुगिनोसा कोशिकाओं वाले स्थानों पर केंद्रित किया गया। रासायनिक तत्वों का पता लगाने के लिए ईडीएस विश्लेषण किया गया। गड्ढे की गहराई मापने के लिए ज़ीस कन्फोकल लेजर स्कैनिंग माइक्रोस्कोप (सीएलएसएम) (एलएसएम 710, ज़ीस, जर्मनी) का उपयोग किया गया। बायोफिल्म के नीचे मौजूद संक्षारण गड्ढों का निरीक्षण करने के लिए, परीक्षण नमूने की सतह से संक्षारण उत्पादों और बायोफिल्म को हटाने के लिए परीक्षण नमूने को पहले चीनी राष्ट्रीय मानक (सीएनएस) जीबी/टी4334.4-2000 के अनुसार साफ किया गया था।
एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS, ESCALAB250 सतह विश्लेषण प्रणाली, थर्मो VG, USA) विश्लेषण एक मोनोक्रोमैटिक एक्स-रे स्रोत (1500 eV ऊर्जा और 150 W शक्ति वाली एल्युमीनियम Kα लाइन) का उपयोग करके मानक परिस्थितियों में -1350 eV की बंधन ऊर्जा की विस्तृत श्रृंखला में किया गया। उच्च रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रा को 50 eV की संचरण ऊर्जा और 0.2 eV के चरण का उपयोग करके रिकॉर्ड किया गया।
इनक्यूबेट किए गए नमूनों को निकालकर पीबीएस (पीएच 7.4 ± 0.2) से 15 सेकंड तक धीरे से धोया गया। नमूनों पर बायोफिल्म की जीवाणु व्यवहार्यता का अवलोकन करने के लिए, बायोफिल्म को LIVE/DEAD BacLight बैक्टीरियल वायबिलिटी किट (इनविट्रोजन, यूजीन, ओरेगन, यूएसए) का उपयोग करके रंगा गया। इस किट में दो फ्लोरोसेंट डाई हैं: SYTO-9 हरा फ्लोरोसेंट डाई और प्रोपिडियम आयोडाइड (PI) लाल फ्लोरोसेंट डाई। CLSM में, फ्लोरोसेंट हरे और लाल बिंदु क्रमशः जीवित और मृत कोशिकाओं को दर्शाते हैं। रंगाई के लिए, 3 µl SYTO-9 और 3 µl PI घोल के मिश्रण के 1 मिलीलीटर को कमरे के तापमान (23°C) पर अंधेरे में 20 मिनट के लिए इनक्यूबेट किया गया। इसके बाद, निकॉन सीएलएसएम उपकरण (सी2 प्लस, निकॉन, जापान) का उपयोग करके दो तरंग दैर्ध्य (जीवित कोशिकाओं के लिए 488 एनएम और मृत कोशिकाओं के लिए 559 एनएम) पर रंगे हुए नमूनों की जांच की गई। बायोफिल्म की मोटाई को 3डी स्कैनिंग मोड में मापा गया।
इस लेख को कैसे उद्धृत करें: ली, एच. एट अल. स्यूडोमोनास एरुगिनोसा समुद्री बायोफिल्म द्वारा 2707 सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील का माइक्रोबियल संक्षारण। विज्ञान। 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016)।
ज़ानोट्टो, एफ., ग्रासी, वी., बाल्बो, ए., मोंटिसेली, सी. और ज़ुच्ची, एफ. थायोसल्फेट की उपस्थिति में क्लोराइड विलयनों में एलडीएक्स 2101 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील की तनाव संक्षारण दरार। ज़ानोट्टो, एफ., ग्रासी, वी., बाल्बो, ए., मोंटिसेली, सी. और ज़ुच्ची, एफ. थायोसल्फेट की उपस्थिति में क्लोराइड विलयनों में एलडीएक्स 2101 डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील की तनाव संक्षारण दरार। ज़ैनोटो, एफ., ग्रासी, वी., बाल्बो, ए., मोंटीसेली, सी. और ज़ुच्ची, एफ. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворах хлоридов в присутствии тиосульфата. ज़ानोट्टो, एफ., ग्रासी, वी., बाल्बो, ए., मोंटिसेली, सी. और ज़ुच्ची, एफ. थायोसल्फेट की उपस्थिति में क्लोराइड विलयन में डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील LDX 2101 का तनाव संक्षारण क्रैकिंग। ज़ैनोटो, एफ., ग्रासी, वी., बाल्बो, ए., मोंटीसेली, सी. और ज़ुच्ची, एफ. एलडीएक्स 2101 मेरे पास अभी भी एक बड़ा सौदा है। ज़ैनोटो, एफ., ग्रासी, वी., बाल्बो, ए., मोंटीसेली, सी. और ज़ुच्ची, एफ. एलडीएक्स 2101 स्टेनलेस स्टील सल्फेट के लिए उपयुक्त है। ज़ैनोटो, एफ., ग्रासी, वी., बाल्बो, ए., मोंटीसेली, सी. और ज़ुच्ची, एफ. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворе хлорида в присутствии тиосульфата. ज़ानोट्टो, एफ., ग्रासी, वी., बाल्बो, ए., मोंटिसेली, सी. और ज़ुच्ची, एफ. थायोसल्फेट की उपस्थिति में क्लोराइड विलयन में डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील LDX 2101 का तनाव संक्षारण क्रैकिंग।कोरोस साइंस 80, 205-212 (2014)।
किम, एसटी, जांग, एसएच, ली, आईएस और पार्क, वाईएस द्वारा हाइपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील वेल्ड के पिटिंग संक्षारण के प्रतिरोध पर सॉल्यूशन हीट-ट्रीटमेंट और शील्डिंग गैस में नाइट्रोजन के प्रभाव। किम, एसटी, जांग, एसएच, ली, आईएस और पार्क, वाईएस द्वारा हाइपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील वेल्ड के पिटिंग संक्षारण के प्रतिरोध पर सॉल्यूशन हीट-ट्रीटमेंट और शील्डिंग गैस में नाइट्रोजन के प्रभाव।किम, एसटी, जांग, एसएच, ली, आईएस और पार्क, वाईएस द्वारा हाइपरडुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील वेल्ड के पिटिंग संक्षारण प्रतिरोध पर सॉल्यूशन हीट ट्रीटमेंट और शील्डिंग गैस में नाइट्रोजन के प्रभाव का अध्ययन। किम, एसटी, जैंग, एसएच, ली, आईएस और पार्क, वाईएस को इस बारे में अधिक जानकारी है। किम, एसटी, जांग, एसएच, ली, आईएस और पार्क, वाईएसकिम, एसटी, जांग, एसएच, ली, आईएस और पार्क, वाईएस द्वारा सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील वेल्ड के पिटिंग संक्षारण प्रतिरोध पर सॉल्यूशन हीट ट्रीटमेंट और शील्डिंग गैस में नाइट्रोजन के प्रभाव का अध्ययन।कोरोस. विज्ञान. 53, 1939–1947 (2011).
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लिटिल, बीजे, ली, जेएस और रे, आरआई समुद्री बायोफिल्म का संक्षारण पर प्रभाव: एक संक्षिप्त समीक्षा। लिटिल, बीजे, ली, जेएस और रे, आरआई समुद्री बायोफिल्म का संक्षारण पर प्रभाव: एक संक्षिप्त समीक्षा।लिटिल, बीजे, ली, जेएस और रे, आरआई समुद्री बायोफिल्म के संक्षारण पर प्रभाव: एक संक्षिप्त समीक्षा। लिटिल, बी.जे., ली, जे.एस. और रे, आर.आई. लिटिल, बीजे, ली, जेएस और रे, आरआईलिटिल, बीजे, ली, जेएस और रे, आरआई समुद्री बायोफिल्म के संक्षारण पर प्रभाव: एक संक्षिप्त समीक्षा।इलेक्ट्रोकेम. पत्रिका. 54, 2-7 (2008).