Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com. Vafraútgáfan sem þú notar hefur takmarkaðan CSS-stuðning. Til að fá sem bestu upplifun mælum við með að þú notir uppfærðan vafra (eða slökkvir á samhæfingarstillingu í Internet Explorer). Á meðan, til að tryggja áframhaldandi stuðning, munum við birta síðuna án stíla og JavaScript.
Örverutæring (MIC) er alvarlegt vandamál í mörgum atvinnugreinum, þar sem hún getur leitt til mikils fjárhagstjóns. Ofur tvíhliða ryðfrítt stál 2707 (2707 HDSS) er notað í sjávarumhverfi vegna framúrskarandi efnaþols þess. Hins vegar hefur þol þess gegn MIC ekki verið sýnt fram á tilraunakennt. Þessi rannsókn skoðaði hegðun MIC 2707 HDSS af völdum loftháðu sjávarbakteríunnar Pseudomonas aeruginosa. Rafefnafræðileg greining sýndi að í nærveru Pseudomonas aeruginosa líffilmu í 2216E miðlinum verður jákvæð breyting á tæringarmöguleikum og aukning á tæringarstraumþéttleika. Greining á röntgenljósrófsgreiningu (XPS) sýndi lækkun á Cr-innihaldi á yfirborði sýnisins undir líffilmunni. Sjónræn greining á gryfjunum sýndi að P. aeruginosa líffilman framleiddi hámarks gryfjudýpt upp á 0,69 µm á 14 daga ræktun. Þótt þetta sé lítið bendir það til þess að 2707 HDSS sé ekki alveg ónæmt fyrir MIC í líffilmum P. aeruginosa.
Tvíhliða ryðfrítt stál (DSS) er mikið notað í ýmsum atvinnugreinum vegna fullkominnar samsetningar framúrskarandi vélrænna eiginleika og tæringarþols1,2. Hins vegar kemur enn fyrir staðbundin gryfjumyndun sem hefur áhrif á heilleika þessa stáls3,4. DSS er ekki ónæmt fyrir örverutæringu (MIC)5,6. Þrátt fyrir fjölbreytt notkunarsvið DSS eru enn umhverfi þar sem tæringarþol DSS er ekki nægilegt til langtímanotkunar. Þetta þýðir að dýrari efni með meiri tæringarþol eru nauðsynleg. Jeon o.fl.7 komust að því að jafnvel ofur-tvíhliða ryðfrítt stál (SDSS) hefur nokkrar takmarkanir hvað varðar tæringarþol. Þess vegna er í sumum tilfellum krafist ofur-tvíhliða ryðfrítt stál (HDSS) með meiri tæringarþol. Þetta leiddi til þróunar á mjög blandaðri HDSS.
Tæringarþol DSS fer eftir hlutfalli alfa- og gamma-fasa og er tæmt í Cr, Mo og W svæðum 8, 9, 10 aðliggjandi öðru fasanum. HDSS inniheldur mikið innihald af Cr, Mo og N11, þess vegna hefur það framúrskarandi tæringarþol og hátt gildi (45-50) af jafngildis pitting-þolstölu (PREN) sem ákvarðast af þyngdarprósentu Cr + 3,3 (þyngdarprósenta Mo + 0,5 þyngdarprósenta W) + 16 þyngdarprósenta N12. Frábær tæringarþol þess er háð jafnvægi í samsetningu sem inniheldur um það bil 50% ferrítísk (α) og 50% austenísk (γ) fasa. HDSS hefur betri vélræna eiginleika og meiri mótstöðu gegn klóríðtæringu. Bætt tæringarþol lengir notkun HDSS í árásargjarnara klóríðumhverfi eins og sjávarumhverfi.
MIC eru stórt vandamál í mörgum atvinnugreinum eins og olíu-, gas- og vatnsiðnaðinum14. MIC veldur 20% af öllum tæringarskemmdum15. MIC er lífræn rafefnafræðileg tæring sem má sjá í mörgum umhverfum. Líffilmur sem myndast á málmyfirborði breyta rafefnafræðilegum aðstæðum og hafa þannig áhrif á tæringarferlið. Það er almennt talið að MIC tæring sé af völdum líffilma. Rafmyndandi örverur éta málma til að fá þá orku sem þær þurfa til að lifa af17. Nýlegar MIC rannsóknir hafa sýnt að EET (utanfrumu rafeindaflutningur) er hraðatakmarkandi þáttur í MIC sem rafmyndandi örverur valda. Zhang o.fl.18 sýndu fram á að rafeinda milliliðir flýta fyrir flutningi rafeinda milli Desulfovibrio sessificans frumna og 304 ryðfríu stáli, sem leiðir til alvarlegri MIC árásar. Anning o.fl.19 og Wenzlaff o.fl.20 hafa sýnt fram á að líffilmur af ætandi súlfat-afoxandi bakteríum (SRB) geta tekið beint í sig rafeindir úr málmundirlögum, sem leiðir til alvarlegrar gryfjumyndunar.
Þekkt er að DSS er viðkvæmt fyrir MIC í efnum sem innihalda SRB, járnminnkandi bakteríur (IRB) o.s.frv. 21. Þessar bakteríur valda staðbundnum dældum á yfirborði DSS undir líffilmum 22,23. Ólíkt DSS er HDSS24 MIC ekki vel þekkt.
Pseudomonas aeruginosa er gram-neikvæð, hreyfanleg, stönglaga baktería sem er víða útbreidd í náttúrunni25. Pseudomonas aeruginosa er einnig mikilvægur örveruflokkur í sjávarumhverfi og veldur hækkuðum MIC-þéttni. Pseudomonas tekur virkan þátt í tæringarferlinu og er þekktur sem brautryðjandi landnemi við myndun líffilmu. Mahat o.fl.28 og Yuan o.fl.29 sýndu fram á að Pseudomonas aeruginosa hefur tilhneigingu til að auka tæringarhraða mjúks stáls og málmblöndu í vatnsumhverfi.
Meginmarkmið þessarar vinnu var að rannsaka eiginleika MIC 2707 HDSS, sem orsakast af loftháðu sjávarbakteríunni Pseudomonas aeruginosa, með því að nota rafefnafræðilegar aðferðir, yfirborðsgreiningaraðferðir og greiningu á tæringarafurðum. Rafefnafræðilegar rannsóknir, þar á meðal opinn rafrásarmöguleiki (OCP), línuleg pólunarviðnám (LPR), rafefnafræðileg impedansrófsgreining (EIS) og hugsanleg kraftmikil pólun, voru gerðar til að rannsaka hegðun MIC 2707 HDSS. Orkudreifingarrófsgreining (EDS) var framkvæmd til að greina efnafræðileg frumefni á tærðu yfirborði. Að auki var röntgenljósrafeindarófsgreining (XPS) notuð til að ákvarða stöðugleika oxíðfilmuóvirkjunar undir áhrifum sjávarumhverfis sem inniheldur Pseudomonas aeruginosa. Dýpt holanna var mæld undir confocal laserskönnunarsmásjá (CLSM).
Tafla 1 sýnir efnasamsetningu 2707 HDSS. Tafla 2 sýnir að 2707 HDSS hefur framúrskarandi vélræna eiginleika með 650 MPa sveigjanleika. Á mynd 1 er sýnd ljósfræðileg örbygging 2707 HDSS sem hefur verið hitameðhöndluð í lausn. Í örbyggingunni sem inniheldur um 50% austenít og 50% ferrítfös eru sýnilegar langar rendur af austenít og ferrítfösum án aukafasa.
Á mynd 2a sést opinn hringrásarspennan (Eocp) á móti útsetningartíma fyrir 2707 HDSS í 2216E lífrænu miðli og P. aeruginosa seyði í 14 daga við 37°C. Þar sést að mesta og marktækasta breytingin á Eocp á sér stað innan fyrstu 24 klukkustundanna. Eocp gildin náðu hámarki í báðum tilvikum við -145 mV (samanborið við SCE) eftir um 16 klukkustundir og lækkuðu síðan skarpt, niður í -477 mV (samanborið við SCE) og -236 mV (samanborið við SCE) fyrir lífræna sýnið og P. Pseudomonas aeruginosa mælikvarða, talið í sömu röð. Eftir 24 klukkustundir var Eocp 2707 HDSS gildið fyrir P. aeruginosa tiltölulega stöðugt við -228 mV (samanborið við SCE), en samsvarandi gildi fyrir ólífræn sýni var um það bil -442 mV (samanborið við SCE). Eocp í návist P. aeruginosa var frekar lágt.
Rafefnafræðileg rannsókn á 2707 HDSS sýnum í lífrænum miðli og Pseudomonas aeruginosa seyði við 37°C:
(a) Eocp sem fall af útsetningartíma, (b) skautunarkúrfur á degi 14, (c) Rp sem fall af útsetningartíma og (d) icorr sem fall af útsetningartíma.
Tafla 3 sýnir rafefnafræðilega tæringarbreytur 2707 HDSS sýna sem voru útsett fyrir ólífrænum og Pseudomonas aeruginosa ígræðslumiðli yfir 14 daga tímabil. Snertir anóðu- og katóðuferlanna voru útreiknaðir til að fá skurðpunkta sem gefa tæringarstraumþéttleika (icorr), tæringarmöguleika (Ecorr) og Tafel-halla (βα og βc) samkvæmt stöðluðum aðferðum30,31.
Eins og sést á mynd 2b, olli uppfærslu á P. aeruginosa ferlinum aukningu á Ecorr samanborið við ólífræna ferilinn. Icorr gildið, sem er í réttu hlutfalli við tæringarhraðann, jókst í 0,328 µA cm-2 í Pseudomonas aeruginosa sýninu, sem er fjórum sinnum meira en í ólífræna sýninu (0,087 µA cm-2).
LPR er klassísk rafefnafræðileg aðferð án eyðileggingar fyrir hraðgreiningu á tæringu. Hún hefur einnig verið notuð til að rannsaka MIC32. Á mynd 2c sést skautunarviðnámið (Rp) sem fall af útsetningartíma. Hærra Rp gildi þýðir minni tæringu. Innan fyrstu 24 klukkustundanna náði Rp 2707 HDSS hámarki við 1955 kΩ cm2 fyrir ólífræn sýni og 1429 kΩ cm2 fyrir Pseudomonas aeruginosa sýni. Mynd 2c sýnir einnig að Rp gildið lækkaði hratt eftir einn dag og hélst síðan tiltölulega óbreytt næstu 13 daga. Rp gildi Pseudomonas aeruginosa sýnis er um 40 kΩ cm2, sem er mun lægra en 450 kΩ cm2 gildi ólífræns sýnis.
Gildi icorr er í réttu hlutfalli við jafna tæringarhraða. Gildi þess má reikna út frá eftirfarandi Stern-Giri jöfnu:
Samkvæmt Zoe o.fl. 33 var dæmigert gildi Tafel-hallans B í þessari vinnu tekið sem 26 mV/dec. Mynd 2d sýnir að icorr-gildi ólífræna sýnisins 2707 hélst tiltölulega stöðugt, en P. aeruginosa sýnið sveiflaðist mikið eftir fyrstu 24 klukkustundirnar. Icorr-gildi P. aeruginosa sýnanna voru töluvert hærri en hjá ólífrænum samanburðarhópum. Þessi þróun er í samræmi við niðurstöður pólunarviðnáms.
EIS er önnur óskemmandi aðferð sem notuð er til að lýsa rafefnafræðilegum viðbrögðum á tærðum yfirborðum. Viðnámsróf og útreiknuð rafrýmdargildi sýna sem verða fyrir ólífrænu umhverfi og Pseudomonas aeruginosa lausn, óvirk filmu/líffilmu viðnám Rb sem myndast á yfirborði sýnisins, hleðsluflutningsviðnám Rct, raf tvílaga rafrýmd Cdl (EDL) og fastir QCPE fasaþáttarbreytur (CPE). Þessum breytum var frekar greint með því að aðlaga gögnin með því að nota jafngildisrásarlíkan (EEC).
Á mynd 3 eru sýndar dæmigerðar Nyquist-myndir (a og b) og Bode-myndir (a' og b') fyrir 2707 HDSS sýni í lífrænum miðli og P. aeruginosa seyði fyrir mismunandi ræktunartíma. Þvermál Nyquist-hringsins minnkar í návist Pseudomonas aeruginosa. Bode-myndin (mynd 3b') sýnir aukningu á heildarviðnámi. Upplýsingar um slökunartímafastann má fá úr fasahámarksgildum. Á mynd 4 eru sýndar efnislegar byggingar byggðar á einlagi (a) og tvílagi (b) og samsvarandi EEC-einingum. CPE er kynnt í EEC líkaninu. Aðgengi þess og viðnám eru tjáð á eftirfarandi hátt:
Tvær eðlisfræðilegar gerðir og samsvarandi jafngildar rásir til að aðlaga impedansróf sýnis 2707 HDSS:
Þar sem Y0 er KPI gildið, j er ímyndaða talan eða (-1)1/2, ω er horntíðnin, n er KPI aflsvísitalan minni en einn35. Hleðsluflutningsviðnámsbreytingin (þ.e. 1/Rct) samsvarar tæringarhraðanum. Því minni sem Rct er, því hærri er tæringarhraðinn27. Eftir 14 daga ræktun náði Rct sýna af Pseudomonas aeruginosa 32 kΩ cm2, sem er mun minna en 489 kΩ cm2 sýna sem ekki voru líffræðilegir (Tafla 4).
CLSM myndirnar og SEM myndirnar á mynd 5 sýna greinilega að líffilmuhúðin á yfirborði HDSS sýnis 2707 er þétt eftir 7 daga. Hins vegar, eftir 14 daga, var þekja líffilmunnar léleg og nokkrar dauðar frumur komu fram. Tafla 5 sýnir þykkt líffilmunnar á 2707 HDSS sýnum eftir útsetningu fyrir P. aeruginosa í 7 og 14 daga. Hámarksþykkt líffilmunnar breyttist úr 23,4 µm eftir 7 daga í 18,9 µm eftir 14 daga. Meðalþykkt líffilmunnar staðfesti einnig þessa þróun. Hún minnkaði úr 22,2 ± 0,7 µm eftir 7 daga í 17,8 ± 1,0 µm eftir 14 daga.
(a) Þrívíddar CLSM mynd eftir 7 daga, (b) Þrívíddar CLSM mynd eftir 14 daga, (c) SEM mynd eftir 7 daga og (d) SEM mynd eftir 14 daga.
Rafsegulfræðilegar geislun (e. electromagnetic felling) leiddi í ljós efnafræðileg frumefni í líffilmum og tæringarefnum í sýnum sem höfðu verið útsett fyrir P. aeruginosa í 14 daga. Á mynd 6 sést að innihald C, N, O og P í líffilmum og tæringarefnum er marktækt hærra en í hreinum málmum, þar sem þessi frumefni tengjast líffilmum og umbrotsefnum þeirra. Örverur þurfa aðeins snefilmagn af krómi og járni. Hátt magn af Cr og Fe í líffilmunni og tæringarefnum á yfirborði sýnanna bendir til þess að málmgrindin hafi tapað frumefnum vegna tæringar.
Eftir 14 daga sáust holur með og án P. aeruginosa í miðli 2216E. Fyrir ræktun var yfirborð sýnanna slétt og gallalaust (Mynd 7a). Eftir ræktun og fjarlægingu líffilmu og tæringarefna voru dýpstu holurnar á yfirborði sýnanna skoðaðar með CLSM, eins og sýnt er á mynd 7b og c. Engin augljós hola fannst á yfirborði ólífrænna samanburðarsýna (hámarksholudýpt 0,02 µm). Hámarksholudýpt af völdum P. aeruginosa var 0,52 µm eftir 7 daga og 0,69 µm eftir 14 daga, byggt á meðalhámarksholudýpt úr 3 sýnum (10 hámarksholudýptir voru valdir fyrir hvert sýni). 0,42 ± 0,12 µm og 0,52 ± 0,15 µm náðust, talið í sömu röð (Tafla 5). Þessi holudýptargildi eru lítil en mikilvæg.
(a) fyrir útsetningu, (b) 14 dagar í lífrænu umhverfi og (c) 14 dagar í Pseudomonas aeruginosa seyði.
Tafla 8 á mynd sýnir XPS litróf ýmissa sýnayfirborða og efnasamsetningin sem greind var fyrir hvert yfirborð er tekin saman í töflu 6. Í töflu 6 voru atómprósentur Fe og Cr í viðurvist P. aeruginosa (sýni A og B) mun lægri en hjá ólífrænum samanburðarhópum (sýni C og D). Fyrir P. aeruginosa sýni var litrófskúrfan á stigi Cr2p kjarnans aðlöguð að fjórum tindþáttum með bindingarorku (BE) upp á 574,4, 576,6, 578,3 og 586,8 eV, sem rekja má til Cr, Cr2O3, CrO3 og Cr(OH)3, talið í sömu röð (mynd 9a og b). Fyrir ólífræn sýni inniheldur litróf aðal Cr2p magnsins tvo aðaltoppa fyrir Cr (573,80 eV fyrir BE) og Cr2O3 (575,90 eV fyrir BE) á myndum. 9c og d, talið í sömu röð. Mest áberandi munurinn á ólífrænum sýnum og P. aeruginosa sýnum var nærvera Cr6+ og hærra hlutfall Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) undir líffilmunni.
Breið XPS litróf yfirborðs sýnisins 2707 HDSS í tveimur miðlum eru 7 og 14 dagar, talið í sömu röð.
(a) 7 daga útsetning fyrir P. aeruginosa, (b) 14 daga útsetning fyrir P. aeruginosa, (c) 7 daga í lífrænu umhverfi og (d) 14 daga í lífrænu umhverfi.
HDSS sýnir mikla tæringarþol í flestum umhverfum. Kim o.fl.2 greindu frá því að HDSS UNS S32707 var greint frá sem mjög blandað DSS með PREN hærra en 45. PREN gildi sýnis 2707 HDSS í þessari rannsókn var 49. Þetta er vegna mikils króminnihalds og mikils innihalds mólýbdens og nikkels, sem eru gagnleg í súru umhverfi og umhverfi með hátt klóríðinnihald. Að auki eru vel jafnvæg samsetning og gallalaus örbygging gagnleg fyrir stöðugleika og tæringarþol. Þrátt fyrir framúrskarandi efnaþol benda tilraunagögnin í þessari rannsókn til þess að 2707 HDSS sé ekki alveg ónæmt fyrir P. aeruginosa líffilmu MICs.
Rafefnafræðilegar niðurstöður sýndu að tæringarhraði 2707 HDSS í P. aeruginosa seyði jókst verulega eftir 14 daga samanborið við ólífrænt umhverfi. Á mynd 2a sést lækkun á Eocp bæði í lífræna miðlinum og í P. aeruginosa seyði fyrstu 24 klukkustundirnar. Eftir það þekur líffilman yfirborð sýnisins að fullu og Eocp verður tiltölulega stöðugt36. Hins vegar var líffræðilega Eocp gildið mun hærra en ólífræna Eocp gildið. Það eru ástæður til að ætla að þessi munur tengist myndun P. aeruginosa líffilma. Á mynd 2d, í návist P. aeruginosa, náði icorr 2707 HDSS gildið 0,627 μA cm-2, sem er töluvert hærra en hjá ólífræna samanburðarhópnum (0,063 μA cm-2), sem var í samræmi við Rct gildið sem mælt var með EIS. Fyrstu dagana jukust viðnámsgildin í P. aeruginosa seyðinu vegna viðloðunar P. aeruginosa frumna og myndunar líffilma. Hins vegar, þegar líffilman þekur yfirborð sýnisins að fullu, minnkar viðnámið. Verndandi lagið verður fyrst og fremst fyrir áhrifum vegna myndunar líffilma og umbrotsefna líffilmunnar. Þar af leiðandi minnkaði tæringarþolið með tímanum og viðloðun P. aeruginosa olli staðbundinni tæringu. Þróunin í lífrænu umhverfi var önnur. Tæringarþol ólífræna samanburðarins var mun hærra en samsvarandi gildi sýnanna sem voru útsett fyrir P. aeruginosa seyði. Að auki, fyrir lífrænar aðskota, náði Rct 2707 HDSS gildið 489 kΩ cm2 á 14. degi, sem er 15 sinnum hærra en Rct gildið (32 kΩ cm2) í návist P. aeruginosa. Þannig hefur 2707 HDSS framúrskarandi tæringarþol í dauðhreinsuðu umhverfi, en er ekki ónæmt fyrir MIC úr líffilmum P. aeruginosa.
Þessar niðurstöður má einnig sjá af pólunarkúrfunum á mynd 2b. Anóðísk greining hefur verið tengd myndun líffilmu af völdum Pseudomonas aeruginosa og oxunarviðbrögðum málma. Í þessu tilviki er kaþóðaviðbrögðin súrefnisafoxun. Nærvera P. aeruginosa jók tæringarstraumþéttleika verulega, um það bil stærðargráðu hærri en í ólífrænu samanburðinum. Þetta bendir til þess að P. aeruginosa líffilman eykur staðbundna tæringu á 2707 HDSS. Yuan o.fl.29 komust að því að tæringarstraumþéttleiki Cu-Ni 70/30 málmblöndunnar jókst undir áhrifum P. aeruginosa líffilmu. Þetta gæti stafað af lífhvötun súrefnisafoxunar með Pseudomonas aeruginosa líffilmum. Þessi athugun gæti einnig skýrt MIC 2707 HDSS í þessari vinnu. Það gæti einnig verið minna súrefni undir loftháðum líffilmum. Þess vegna gæti neitunin á að enduróvirkja málmyfirborðið með súrefni verið þáttur sem stuðlar að MIC í þessari vinnu.
Dickinson o.fl. 38 bentu á að hraði efna- og rafefnafræðilegra viðbragða geti verið undir beinum áhrifum af efnaskiptavirkni kyrrstæðra baktería á yfirborði sýnisins og eðli tæringarafurða. Eins og sést á mynd 5 og töflu 5 minnkaði fjöldi frumna og þykkt líffilmunnar eftir 14 daga. Þetta má rökrétt skýra með þeirri staðreynd að eftir 14 daga dóu flestar kyrrstæðru frumurnar á yfirborði 2707 HDSS vegna næringarefnaskorts í 2216E miðlinum eða losunar eitraðra málmjóna úr 2707 HDSS grunnefninu. Þetta er takmörkun á lotutilraunum.
Í þessari vinnu stuðlaði P. aeruginosa líffilma að staðbundinni rýrnun Cr og Fe undir líffilmunni á yfirborði 2707 HDSS (Mynd 6). Tafla 6 sýnir minnkun á Fe og Cr í sýni D samanborið við sýni C, sem bendir til þess að uppleyst Fe og Cr, af völdum P. aeruginosa líffilmunnar, hafi haldist fyrstu 7 dagana. 2216E umhverfið er notað til að herma eftir sjávarumhverfi. Það inniheldur 17700 ppm Cl-, sem er sambærilegt við innihald þess í náttúrulegum sjó. Nærvera 17700 ppm Cl- var aðalástæðan fyrir lækkun á Cr í 7 og 14 daga lífrænum sýnum sem greind voru með XPS. Í samanburði við P. aeruginosa sýni var upplausn Cr í lífrænum sýnum mun minni vegna sterkrar viðnáms 2707 HDSS gegn klór við lífræn skilyrði. Á mynd 9 sést nærvera Cr6+ í óvirkjunarfilmunni. Það gæti átt þátt í að fjarlægja króm af stályfirborðum með líffilmum af P. aeruginosa, eins og Chen og Clayton leggja til.
Vegna bakteríuvaxtar voru pH-gildi ræktunarvökvans fyrir og eftir ræktun 7,4 og 8,2, talið í sömu röð. Því er ólíklegt að tæring af völdum lífrænna sýru hafi áhrif á þessa vinnu ef hún er undir P. aeruginosa líffilmunni vegna tiltölulega hás pH-gildis í meginvökvanum. pH-gildi ólífræna samanburðarvökvans breyttist ekki marktækt (frá upphafsgildi 7,4 í lokagildi 7,5) á 14 daga prófunartímabilinu. Hækkun pH-gildis í sáðvökvanum eftir ræktun stafaði af efnaskiptavirkni P. aeruginosa og reyndist hafa sömu áhrif á pH-gildi án prófunarræma.
Eins og sést á mynd 7 var hámarksdýpt gryfjunnar sem lífhimna P. aeruginosa olli 0,69 µm, sem er mun meira en í ólífræna miðlinum (0,02 µm). Þetta er í samræmi við rafefnafræðilegu gögnin sem lýst er hér að ofan. Gryfjudýptin, 0,69 µm, er meira en tífalt minni en 9,5 µm gildið sem greint var frá fyrir 2205 DSS við sömu aðstæður. Þessi gögn sýna að 2707 HDSS sýnir betri mótstöðu gegn MIC en 2205 DSS. Þetta ætti ekki að koma á óvart þar sem 2707 HDSS hefur hærra Cr-gildi sem veitir lengri óvirkjun, erfiðara er að afóvirkja P. aeruginosa og vegna jafnvægis fasabyggingar sinnar án skaðlegrar annars stigs úrkomu veldur það gryfjumyndun.
Að lokum má segja að MIC-holur fundust á yfirborði 2707 HDSS í P. aeruginosa-seyði samanborið við óverulegar holur í lífrænu umhverfi. Þessi vinna sýnir að 2707 HDSS hefur betri mótstöðu gegn MIC en 2205 DSS, en það er ekki alveg ónæmt fyrir MIC vegna P. aeruginosa-líffilmu. Þessar niðurstöður aðstoða við val á hentugu ryðfríu stáli og líftíma fyrir sjávarumhverfið.
Afsláttarmiði fyrir 2707 HDSS frá málmfræðideild Northeastern-háskólans (NEU) í Shenyang í Kína. Efnasamsetning 2707 HDSS er sýnd í töflu 1, sem var greind af efnisgreiningar- og prófunardeild NEU. Öll sýni voru meðhöndluð þar til þau mynduðu fasta lausn við 1180°C í 1 klukkustund. Fyrir tæringarprófun var myntlaga 2707 HDSS með 1 cm2 yfirborðsflatarmáli að ofan pússað með 2000 grit með kísilkarbíðsandpappír og síðan pússað með 0,05 µm Al2O3 duftblöndu. Hliðar og botn eru varin með óvirkri málningu. Eftir þurrkun voru sýnin þvegin með sæfðu afjónuðu vatni og sótthreinsuð með 75% (v/v) etanóli í 0,5 klst. Þau voru síðan loftþurrkað undir útfjólubláu (UV) ljósi í 0,5 klst. fyrir notkun.
Stofninn MCCC 1A00099 af Pseudomonas aeruginosa í sjónum var keyptur frá Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC) í Kína. Pseudomonas aeruginosa var ræktaður við loftháðar aðstæður við 37°C í 250 ml flöskum og 500 ml rafefnafræðilegum glerfrumum með því að nota Marine 2216E fljótandi miðil (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Kína). Miðillinn inniheldur (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 peptón, 1,0 gerþykkni og 0,1 járnsítrat. Sjálfsofnun við 121°C í 20 mínútur fyrir ígræðslu. Teljið kyrrstæð og sviffrumur með blóðfrumumæli undir ljóssmásjá við 400x stækkun. Upphafsþéttni sviffrumu Pseudomonas aeruginosa strax eftir ígræðslu var um það bil 106 frumur/ml.
Rafefnafræðilegar prófanir voru framkvæmdar í hefðbundinni þriggja rafskauta glerfrumu með meðalstóru 500 ml rúmmáli. Platínuþynnan og mettuð kalómel rafskaut (SAE) voru tengd við hvarfefnið í gegnum Luggin háræðar fylltar með saltbrúmum, sem þjónuðu sem mót- og viðmiðunarrafskaut, talið í sömu röð. Til framleiðslu á vinnurafskautum var gúmmíhúðaður koparvír festur við hvert sýni og þakinn epoxy plastefni, sem skildi eftir um 1 cm2 af óvörðu svæði fyrir vinnurafskautið öðru megin. Við rafefnafræðilegar mælingar voru sýnin sett í 2216E miðilinn og geymd við stöðugan ræktunarhita (37°C) í vatnsbaði. OCP, LPR, EIS og hugsanleg hreyfifræðileg skautunargögn voru mæld með Autolab spennumæli (Tilvísun 600TM, Gamry Instruments, Inc., Bandaríkjunum). LPR prófanir voru skráðar við skönnunarhraða 0,125 mV s-1 á bilinu -5 til 5 mV með Eocp og sýnatökuhraða 1 Hz. EIS var framkvæmt með sínusbylgju yfir tíðnibilið 0,01 til 10.000 Hz með því að nota 5 mV spennu við stöðugt Eocp. Fyrir spennusveipun voru rafskautin í biðstöðu þar til stöðugt gildi frjálsrar tæringarspennu var náð. Pólunarferlarnir voru síðan mældir frá -0,2 til 1,5 V sem fall af Eocp við skönnunarhraða 0,166 mV/s. Hver prófun var endurtekin 3 sinnum með og án P. aeruginosa.
Sýni til málmgreiningar voru vélrænt pússuð með rökum 2000 grit SiC pappír og síðan frekar pússuð með 0,05 µm Al2O3 duftsviflausn til sjónrænnar athugunar. Málmgreining var framkvæmd með ljósasmásjá. Sýnin voru etsuð með 10% lausn af kalíumhýdroxíði 43.
Eftir ræktun voru sýnin þvegin þrisvar sinnum með fosfatlausn með saltlausn (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) og síðan fest með 2,5% (v/v) glútaraldehýði í 10 klukkustundir til að festa líffilmu. Þau voru síðan þurrkuð með skömmtum af etanóli (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% og 100% miðað við rúmmál) áður en þau voru loftþurrkuð. Að lokum er gullfilma sett á yfirborð sýnisins til að veita leiðni fyrir SEM athugun. SEM myndirnar voru einbeittar að blettum með flestum kyrrstæðri P. aeruginosa frumum á yfirborði hvers sýnis. Framkvæma var EDS greiningu til að finna efnafræðileg frumefni. Zeiss confocal laser scanning microscope (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Þýskalandi) var notuð til að mæla dýpt holunnar. Til að greina tæringarholur undir líffilmunni var prófunarsýnið fyrst hreinsað samkvæmt kínverska þjóðarstaðlinum (CNS) GB/T4334.4-2000 til að fjarlægja tæringarafurðir og líffilmu af yfirborði prófunarsýnisins.
Röntgenljósrafeindalitrófsgreining (XPS, ESCALAB250 yfirborðsgreiningarkerfi, Thermo VG, Bandaríkin) var framkvæmd með einlita röntgengeislun (ál Kα lína með orku 1500 eV og afl 150 W) á breiðu bili bindingarorku 0 við staðlaðar aðstæður upp á –1350 eV. Hágæða litróf voru skráð með flutningsorku upp á 50 eV og þrepum upp á 0,2 eV.
Ræktuðu sýnin voru fjarlægð og þvegin varlega með PBS (pH 7,4 ± 0,2) í 15 sekúndur og 45 mínútur. Til að fylgjast með lífvænleika baktería í líffilmum á sýnum voru líffilmurnar litaðar með LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, Bandaríkjunum). Kitið inniheldur tvö flúrljómandi litarefni: SYTO-9 grænt flúrljómandi litarefni og própídíumjoðíð (PI) rautt flúrljómandi litarefni. Í CLSM tákna flúrljómandi grænir og rauðir punktar lifandi og dauðar frumur, talið í sömu röð. Til litunar var 1 ml af blöndu sem innihélt 3 µl af SYTO-9 og 3 µl af PI lausn ræktaðar í 20 mínútur við stofuhita (23°C) í myrkri. Því næst voru lituðu sýnin skoðuð við tvær bylgjulengdir (488 nm fyrir lifandi frumur og 559 nm fyrir dauðar frumur) með Nikon CLSM tæki (C2 Plus, Nikon, Japan). Þykkt líffilmunnar var mæld í 3D skönnunarham.
Hvernig á að vitna í þessa grein: Li, H. o.fl. Örverufræðileg tæring á 2707 ofur tvíhliða ryðfríu stáli af völdum Pseudomonas aeruginosa sjávarlíffilmu. vísindin. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Sprungumyndun vegna spennutæringar í LDX 2101 tvíþættu ryðfríu stáli í klóríðlausnum í viðurvist þíósúlfats. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Sprungumyndun vegna spennutæringar í LDX 2101 tvíþættu ryðfríu stáli í klóríðlausnum í viðurvist þíósúlfats. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Sprungur vegna spennutæringar í tvíþættu ryðfríu stáli LDX 2101 í klóríðlausnum í viðurvist þíósúlfats. 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ryðfríu stáli在福代súlfat分下下南性性生于中倾僅傉。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Sprungur vegna spennutæringar í tvíþættu ryðfríu stáli LDX 2101 í klóríðlausn í viðurvist þíósúlfats.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Áhrif hitameðferðar í lausn og köfnunarefnis í hlífðargasi á viðnám gegn punktatæringu í tvíhliða suðu úr ryðfríu stáli. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Áhrif hitameðferðar í lausn og köfnunarefnis í hlífðargasi á viðnám gegn punktatæringu í tvíhliða suðu úr ryðfríu stáli.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS og Park, YS. Áhrif hitameðferðar í lausn og köfnunarefnis í hlífðargasi á tæringarþol gegn gryfjusuðu í tvíhliða ryðfríu stáli. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS og Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS og Park, YS. Áhrif hitameðferðar í lausn og köfnunarefnis í hlífðargasi á tæringarþol gegn gryfjusuðu í ofur-duplex ryðfríu stáli.Koros. Vísindin. 53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Samanburðarrannsókn í efnafræði á örverufræðilegri og rafefnafræðilega framkölluðum holumyndunum í 316L ryðfríu stáli. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Samanburðarrannsókn í efnafræði á örverufræðilegri og rafefnafræðilega framkölluðum holumyndunum í 316L ryðfríu stáli.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. og Lewandowski, Z. Samanburðarrannsókn á efnafræðilegri rannsókn á örverufræðilegri og rafefnafræðilegri gryfjumyndun í 316L ryðfríu stáli. 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. og Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. og Lewandowski, Z. Samanburðarrannsókn á efnafræðilegri rannsókn á örverufræðilegri og rafefnafræðilega framkölluðum dældum í 316L ryðfríu stáli.Koros. Vísindin. 45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Rafefnafræðileg hegðun 2205 tvíhliða ryðfríu stáli í basískum lausnum með mismunandi pH í viðurvist klóríðs. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Rafefnafræðileg hegðun 2205 tvíhliða ryðfríu stáli í basískum lausnum með mismunandi pH í viðurvist klóríðs.Luo H., Dong KF, Lee HG og Xiao K. Rafefnafræðileg hegðun tvíhliða ryðfríu stáli 2205 í basískum lausnum með mismunandi pH í viðurvist klóríðs. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的唦茂 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Rafefnafræðileg hegðun ryðfríu stáli í viðurvist klóríðs við mismunandi pH í basískri lausn.Luo H., Dong KF, Lee HG og Xiao K. Rafefnafræðileg hegðun tvíhliða ryðfríu stáli 2205 í basískum lausnum með mismunandi pH í viðurvist klóríðs.Electrochem. Tímarit. 64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Áhrif líffilma sjávar á tæringu: Stutt yfirlit. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Áhrif líffilma sjávar á tæringu: Stutt yfirlit.Little, BJ, Lee, JS og Ray, RI Áhrif líffilma sjávar á tæringu: Stutt yfirlit. 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 og Ray, Rhode IslandLittle, BJ, Lee, JS og Ray, RI Áhrif líffilma sjávar á tæringu: Stutt yfirlit.Electrochem. Tímarit. 54, 2-7 (2008).