Matur nuwun sampun ngunjungi Nature.com. Versi browser sing sampeyan gunakake nduweni dhukungan CSS sing winates. Kanggo pengalaman sing paling apik, disaranake sampeyan nggunakake browser sing wis dianyari (utawa mateni Mode Kompatibilitas ing Internet Explorer). Kangge, kanggo njamin dhukungan sing terus-terusan, kita bakal nampilake situs tanpa gaya lan JavaScript.
Korosi mikroba (MIC) minangka masalah serius ing pirang-pirang industri, amarga bisa nyebabake kerugian ekonomi sing gedhe banget. Baja tahan karat super duplex 2707 (2707 HDSS) digunakake ing lingkungan laut amarga tahan kimia sing apik banget. Nanging, resistensine marang MIC durung dibuktekake kanthi eksperimen. Panliten iki nliti prilaku MIC 2707 HDSS sing disebabake dening bakteri aerobik laut Pseudomonas aeruginosa. Analisis elektrokimia nuduhake yen anane biofilm Pseudomonas aeruginosa ing medium 2216E, owah-owahan positif ing potensial korosi lan paningkatan kerapatan arus korosi kedadeyan. Analisis spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) nuduhake penurunan kandungan Cr ing permukaan sampel ing sangisore biofilm. Analisis visual saka jugangan nuduhake yen biofilm P. aeruginosa ngasilake ambane jugangan maksimal 0,69 µm sajrone 14 dina inkubasi. Senajan iki cilik, iki nuduhake yen 2707 HDSS ora kebal saka MIC biofilm P. aeruginosa.
Baja tahan karat dupleks (DSS) digunakake sacara wiyar ing macem-macem industri amarga kombinasi sing sampurna saka sifat mekanik sing apik banget lan tahan korosi1,2. Nanging, pitting lokal isih kedadeyan lan mengaruhi integritas baja iki3,4. DSS ora tahan korosi mikroba (MIC)5,6. Senadyan macem-macem aplikasi kanggo DSS, isih ana lingkungan ing ngendi resistensi korosi DSS ora cukup kanggo panggunaan jangka panjang. Iki tegese bahan sing luwih larang kanthi resistensi korosi sing luwih dhuwur dibutuhake. Jeon et al7 nemokake manawa baja tahan karat super dupleks (SDSS) uga duwe sawetara watesan babagan resistensi korosi. Mulane, ing sawetara kasus, baja tahan karat super dupleks (HDSS) kanthi resistensi korosi sing luwih dhuwur dibutuhake. Iki nyebabake pangembangan HDSS sing akeh paduan.
Resistensi korosi DSS gumantung saka rasio fase alfa lan gamma lan entek ing wilayah Cr, Mo lan W 8, 9, 10 sing jejer karo fase kapindho. HDSS ngandhut kandungan Cr, Mo lan N11 sing dhuwur, mula nduweni resistensi korosi sing apik banget lan nilai dhuwur (45-50) saka angka resistensi pitting (PREN) sing padha sing ditemtokake dening wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt. .%W) + 16% wt. N12. Resistensi korosi sing apik banget gumantung saka komposisi sing seimbang sing ngemot kira-kira 50% fase feritik (α) lan 50% fase austenitik (γ). HDSS nduweni sifat mekanik sing luwih apik lan resistensi sing luwih dhuwur kanggo korosi klorida. Resistensi korosi sing luwih apik ngluwihi panggunaan HDSS ing lingkungan klorida sing luwih agresif kayata lingkungan laut.
MIC minangka masalah utama ing pirang-pirang industri kayata industri lenga lan gas lan banyu14. MIC nyumbang 20% ​​saka kabeh kerusakan korosi15. MIC minangka korosi bioelektrokimia sing bisa diamati ing pirang-pirang lingkungan. Biofilm sing kawangun ing permukaan logam ngganti kahanan elektrokimia, saengga mengaruhi proses korosi. Dipercaya sacara wiyar manawa korosi MIC disebabake dening biofilm. Mikroorganisme elektrogenik mangan logam kanggo entuk energi sing dibutuhake kanggo urip17. Panliten MIC anyar nuduhake manawa EET (transfer elektron ekstraseluler) minangka faktor pembatas laju ing MIC sing disebabake dening mikroorganisme elektrogenik. Zhang et al. 18 nduduhake manawa perantara elektron nyepetake transfer elektron antarane sel Desulfovibrio sessificans lan baja tahan karat 304, sing nyebabake serangan MIC sing luwih parah. Anning et al. 19 lan Wenzlaff et al. 20 wis nuduhake manawa biofilm bakteri pangurang sulfat korosif (SRB) bisa langsung nyerep elektron saka substrat logam, sing nyebabake pitting sing parah.
DSS dikenal rentan marang MIC ing media sing ngandhut SRB, bakteri pangurang wesi (IRB), lan liya-liyane. 21. Bakteri iki nyebabake pitting lokal ing permukaan DSS ing sangisore biofilm 22,23. Ora kaya DSS, MIC HDSS24 ora pati dikenal.
Pseudomonas aeruginosa iku bakteri Gram-negatif, motil, lan awujud batang sing kasebar sacara wiyar ing alam25. Pseudomonas aeruginosa uga minangka klompok mikroba utama ing lingkungan laut, sing nyebabake konsentrasi MIC sing dhuwur. Pseudomonas aktif melu ing proses korosi lan diakoni minangka pelopor kolonisasi sajrone pembentukan biofilm. Mahat et al. 28 lan Yuan et al. 29 nduduhake yen Pseudomonas aeruginosa cenderung nambah tingkat korosi baja entheng lan paduan ing lingkungan akuatik.
Tujuan utama saka karya iki yaiku kanggo nyelidiki sifat-sifat MIC 2707 HDSS sing disebabake dening bakteri aerobik laut Pseudomonas aeruginosa nggunakake metode elektrokimia, metode analisis permukaan, lan analisis produk korosi. Panliten elektrokimia, kalebu potensial sirkuit terbuka (OCP), resistensi polarisasi linier (LPR), spektroskopi impedansi elektrokimia (EIS), lan polarisasi dinamis potensial, ditindakake kanggo nyinaoni prilaku MIC 2707 HDSS. Analisis spektrometri dispersif energi (EDS) ditindakake kanggo ndeteksi unsur kimia ing permukaan sing korosi. Kajaba iku, spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) digunakake kanggo nemtokake stabilitas pasivasi film oksida ing sangisore pengaruh lingkungan laut sing ngemot Pseudomonas aeruginosa. Jero bolongan diukur ing mikroskop pemindaian laser confocal (CLSM).
Tabel 1 nuduhake komposisi kimia 2707 HDSS. Tabel 2 nuduhake yen 2707 HDSS nduweni sifat mekanik sing apik banget kanthi kekuatan luluh 650 MPa. Ing gambar 1 nuduhake mikrostruktur optik larutan 2707 HDSS sing dipanasake. Ing mikrostruktur sing ngemot udakara 50% fase austenit lan 50% ferit, pita memanjang fase austenit lan ferit tanpa fase sekunder katon.
Ing gambar 2a, nuduhake potensial sirkuit terbuka (Eocp) versus wektu paparan kanggo 2707 HDSS ing medium abiotik 2216E lan kaldu P. aeruginosa sajrone 14 dina ing suhu 37°C. Iki nuduhake yen owah-owahan paling gedhe lan paling signifikan ing Eocp kedadeyan sajrone 24 jam pisanan. Nilai Eocp ing loro kasus kasebut tekan puncak ing -145 mV (dibandhingake karo SCE) udakara 16 jam banjur mudhun banget, tekan -477 mV (dibandhingake karo SCE) lan -236 mV (dibandhingake karo SCE) kanggo sampel abiotik. lan kupon P Pseudomonas aeruginosa, mungguh-mungguh). Sawise 24 jam, nilai Eocp 2707 HDSS kanggo P. aeruginosa relatif stabil ing -228 mV (dibandhingake karo SCE), dene nilai sing cocog kanggo sampel non-biologis kira-kira -442 mV (dibandhingake karo SCE). Eocp nalika ana P. aeruginosa cukup endhek.
Panliten elektrokimia saka 2707 sampel HDSS ing medium abiotik lan kaldu Pseudomonas aeruginosa ing suhu 37 °C:
(a) Eocp minangka fungsi saka wektu paparan, (b) kurva polarisasi ing dina kaping 14, (c) Rp minangka fungsi saka wektu paparan, lan (d) icorr minangka fungsi saka wektu paparan.
Tabel 3 nuduhake parameter korosi elektrokimia saka 2707 sampel HDSS sing kapapar media abiotik lan Pseudomonas aeruginosa sajrone periode 14 dina. Garis singgung kurva anoda lan katoda diekstrapolasi kanggo entuk persimpangan sing menehi kerapatan arus korosi (icorr), potensial korosi (Ecorr) lan lereng Tafel (βα lan βc) miturut metode standar 30,31.
Kaya sing dituduhake ing gambar 2b, owah-owahan munggah ing kurva P. aeruginosa nyebabake kenaikan Ecorr dibandhingake karo kurva abiotik. Nilai icorr, sing sebanding karo laju korosi, mundhak dadi 0,328 µA cm-2 ing sampel Pseudomonas aeruginosa, sing kaping papat luwih gedhe tinimbang ing sampel non-biologis (0,087 µA cm-2).
LPR minangka metode elektrokimia non-destruktif klasik kanggo analisis korosi kanthi cepet. Iki uga wis digunakake kanggo nyinaoni MIC32. Ing gambar 2c nuduhake resistensi polarisasi (Rp) minangka fungsi saka wektu paparan. Nilai Rp sing luwih dhuwur tegese korosi luwih sithik. Sajrone 24 jam pisanan, Rp 2707 HDSS tekan puncak ing 1955 kΩ cm2 kanggo spesimen abiotik lan 1429 kΩ cm2 kanggo spesimen Pseudomonas aeruginosa. Gambar 2c uga nuduhake yen nilai Rp mudhun kanthi cepet sawise sedina lan banjur tetep relatif ora owah sajrone 13 dina sabanjure. Nilai Rp saka sampel Pseudomonas aeruginosa udakara 40 kΩ cm2, sing luwih murah tinimbang nilai 450 kΩ cm2 saka sampel non-biologis.
Nilai icorr iku sebanding karo laju korosi seragam. Nilaine bisa diitung saka persamaan Stern-Giri ing ngisor iki:
Miturut Zoe et al. 33, nilai khas lereng Tafel B ing karya iki dijupuk dadi 26 mV/dec. Gambar 2d nuduhake yen icorr saka sampel non-biologis 2707 tetep relatif stabil, dene sampel P. aeruginosa fluktuasi banget sawise 24 jam pisanan. Nilai icorr saka sampel P. aeruginosa luwih dhuwur tinimbang kontrol non-biologis. Tren iki konsisten karo asil resistensi polarisasi.
EIS minangka metode non-destruktif liyane sing digunakake kanggo menehi ciri reaksi elektrokimia ing permukaan sing korosi. Spektrum impedansi lan nilai kapasitansi sing diitung saka sampel sing kapapar lingkungan abiotik lan larutan Pseudomonas aeruginosa, resistensi film/biofilm pasif Rb sing dibentuk ing permukaan sampel, resistensi transfer muatan Rct, kapasitansi lapisan ganda listrik Cdl (EDL) lan parameter elemen Fase QCPE konstan (CPE). Parameter kasebut dianalisis luwih lanjut kanthi nyocogake data nggunakake model sirkuit setara (EEC).
Ing gambar 3 nuduhake plot Nyquist khas (a lan b) lan plot Bode (a' lan b') kanggo 2707 sampel HDSS ing media abiotik lan kaldu P. aeruginosa kanggo wektu inkubasi sing beda. Diameter cincin Nyquist mudhun nalika ana Pseudomonas aeruginosa. Plot Bode (Gambar 3b') nuduhake peningkatan impedansi total. Informasi babagan konstanta wektu relaksasi bisa dipikolehi saka fase maksimal. Ing gambar 4 nuduhake struktur fisik adhedhasar monolayer (a) lan bilayer (b) lan EEC sing cocog. CPE dikenalake menyang model EEC. Admitansi lan impedansi kasebut ditulis kaya ing ngisor iki:
Rong model fisik lan sirkuit ekivalen sing cocog kanggo nyocogake spektrum impedansi sampel 2707 HDSS:
ing ngendi Y0 minangka nilai KPI, j minangka angka imajiner utawa (-1)1/2, ω minangka frekuensi sudut, n minangka indeks daya KPI kurang saka siji35. Inversi resistensi transfer muatan (yaiku 1/Rct) cocog karo laju korosi. Rct sing luwih cilik, laju korosi sing luwih dhuwur27. Sawise 14 dina inkubasi, Rct sampel Pseudomonas aeruginosa tekan 32 kΩ cm2, sing luwih sithik tinimbang 489 kΩ cm2 sampel non-biologis (Tabel 4).
Gambar CLSM lan gambar SEM ing Gambar 5 kanthi jelas nuduhake yen lapisan biofilm ing permukaan sampel HDSS 2707 sawise 7 dina kandhel. Nanging, sawise 14 dina, jangkoan biofilm kurang apik lan sawetara sel mati katon. Tabel 5 nuduhake kekandelan biofilm ing 2707 sampel HDSS sawise kena P. aeruginosa sajrone 7 lan 14 dina. Kekandelan biofilm maksimum owah saka 23,4 µm sawise 7 dina dadi 18,9 µm sawise 14 dina. Kekandelan biofilm rata-rata uga ngonfirmasi tren iki. Mudhun saka 22,2 ± 0,7 μm sawise 7 dina dadi 17,8 ± 1,0 μm sawise 14 dina.
(a) Gambar CLSM 3-D ing 7 dina, (b) Gambar CLSM 3-D ing 14 dina, (c) Gambar SEM ing 7 dina, lan (d) Gambar SEM ing 14 dina.
EMF nuduhake unsur kimia ing biofilm lan produk korosi ing sampel sing kapapar P. aeruginosa sajrone 14 dina. Ing gambar 6, Gambar 6 nuduhake yen kandungan C, N, O, lan P ing biofilm lan produk korosi luwih dhuwur tinimbang ing logam murni, amarga unsur-unsur kasebut ana gandhengane karo biofilm lan metabolite. Mikroba mung butuh jumlah kromium lan wesi sing sithik. Kadar Cr lan Fe sing dhuwur ing biofilm lan produk korosi ing permukaan sampel nuduhake yen matriks logam wis kelangan unsur amarga korosi.
Sawise 14 dina, jugangan nganggo lan tanpa P. aeruginosa diamati ing medium 2216E. Sadurunge inkubasi, permukaan sampel alus lan bebas cacat (Gambar 7a). Sawise inkubasi lan mbusak biofilm lan produk korosi, jugangan paling jero ing permukaan sampel ditliti nggunakake CLSM, kaya sing dituduhake ing Gambar 7b lan c. Ora ana lubang sing jelas ditemokake ing permukaan kontrol non-biologis (jero lubang maksimal 0,02 µm). Jero lubang maksimal sing disebabake dening P. aeruginosa yaiku 0,52 µm ing 7 dina lan 0,69 µm ing 14 dina, adhedhasar rata-rata jero lubang maksimal saka 3 sampel (10 jero lubang maksimal dipilih kanggo saben sampel). Pencapaian 0,42 ± 0,12 µm lan 0,52 ± 0,15 µm, masing-masing (Tabel 5). Nilai jero lubang iki cilik nanging penting.
(a) sadurunge paparan, (b) 14 dina ing lingkungan abiotik, lan (c) 14 dina ing duduh kaldu Pseudomonas aeruginosa.
Ing gambar. Tabel 8 nuduhake spektrum XPS saka macem-macem permukaan sampel, lan komposisi kimia sing dianalisis kanggo saben permukaan dirangkum ing Tabel 6. Ing Tabel 6, persentase atom Fe lan Cr ing ngarsane P. aeruginosa (sampel A lan B) luwih murah tinimbang kontrol non-biologis (sampel C lan D). Kanggo sampel P. aeruginosa, kurva spektrum ing tingkat inti Cr 2p dipasang ing papat komponen puncak kanthi energi pengikatan (BE) 574,4, 576,6, 578,3 lan 586,8 eV, sing bisa dihubungake karo Cr, Cr2O3, CrO3. lan Cr(OH)3, masing-masing (Gambar 9a lan b). Kanggo sampel non-biologis, spektrum tingkat Cr 2p utama ngemot rong puncak utama kanggo Cr (573,80 eV kanggo BE) lan Cr2O3 (575,90 eV kanggo BE) ing Gambar 9c lan d. Bentenane sing paling narik kawigaten antarane sampel abiotik lan sampel P. aeruginosa yaiku anane Cr6+ lan proporsi relatif Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) sing luwih dhuwur ing sangisore biofilm.
Spektrum XPS sing amba saka permukaan sampel 2707 HDSS ing rong media yaiku 7 lan 14 dina, masing-masing.
(a) 7 dina kena P. aeruginosa, (b) 14 dina kena P. aeruginosa, (c) 7 dina ing lingkungan abiotik, lan (d) 14 dina ing lingkungan abiotik.
HDSS nduweni tingkat ketahanan korosi sing dhuwur ing umume lingkungan. Kim et al.2 nglaporake yen HDSS UNS S32707 diidentifikasi minangka DSS sing akeh banget paduane kanthi PREN luwih saka 45. Nilai PREN sampel 2707 HDSS ing karya iki yaiku 49. Iki amarga kandungan kromium sing dhuwur lan kandungan molibdenum lan nikel sing dhuwur, sing migunani ing lingkungan asam, lan lingkungan kanthi kandungan klorida sing dhuwur. Kajaba iku, komposisi sing seimbang lan mikrostruktur sing bebas cacat migunani kanggo stabilitas struktural lan ketahanan korosi. Nanging, sanajan tahan kimia sing apik banget, data eksperimen ing karya iki nuduhake yen 2707 HDSS ora kebal banget marang MIC biofilm P. aeruginosa.
Asil elektrokimia nuduhake yen tingkat korosi 2707 HDSS ing kaldu P. aeruginosa mundhak sacara signifikan sawise 14 dina dibandhingake karo lingkungan non-biologis. Ing Gambar 2a, penurunan Eocp diamati ing medium abiotik lan ing kaldu P. aeruginosa sajrone 24 jam pisanan. Sawise iku, biofilm nutupi permukaan sampel kanthi lengkap, lan Eocp dadi relatif stabil36. Nanging, tingkat Eocp biologis luwih dhuwur tinimbang tingkat Eocp non-biologis. Ana alesan kanggo percaya yen bedane iki ana gandhengane karo pembentukan biofilm P. aeruginosa. Ing gambar 2d ing ngarsane P. aeruginosa, nilai icorr 2707 HDSS tekan 0,627 μA cm-2, sing luwih dhuwur tinimbang kontrol abiotik (0,063 μA cm-2), sing konsisten karo nilai Rct sing diukur dening EIS. Sajrone sawetara dina pisanan, nilai impedansi ing kaldu P. aeruginosa mundhak amarga anane sel P. aeruginosa nempel lan mbentuk biofilm. Nanging, nalika biofilm nutupi permukaan sampel kanthi lengkap, impedansi mudhun. Lapisan protèktif diserang utamane amarga anane biofilm lan metabolit biofilm. Akibate, resistensi korosi mudhun suwe-suwe lan nempele P. aeruginosa nyebabake korosi lokal. Tren ing lingkungan abiotik beda. Resistensi korosi kontrol non-biologis luwih dhuwur tinimbang nilai sing cocog karo sampel sing kapapar kaldu P. aeruginosa. Kajaba iku, kanggo aksesi abiotik, nilai Rct 2707 HDSS tekan 489 kΩ cm2 ing dina kaping 14, sing 15 kali luwih dhuwur tinimbang nilai Rct (32 kΩ cm2) nalika ana P. aeruginosa. Dadi, 2707 HDSS nduweni ketahanan korosi sing apik banget ing lingkungan steril, nanging ora tahan marang MIC saka biofilm P. aeruginosa.
Asil kasebut uga bisa diamati saka kurva polarisasi ing Gambar 2b. Percabangan anodik wis digandhengake karo pembentukan biofilm Pseudomonas aeruginosa lan reaksi oksidasi logam. Ing kasus iki, reaksi katodik yaiku reduksi oksigen. Anane P. aeruginosa nambah kerapatan arus korosi kanthi signifikan, udakara urutan gedhene luwih dhuwur tinimbang ing kontrol abiotik. Iki nuduhake yen biofilm P. aeruginosa nambah korosi lokal 2707 HDSS. Yuan et al.29 nemokake yen kerapatan arus korosi saka paduan Cu-Ni 70/30 tambah ing sangisore aksi biofilm P. aeruginosa. Iki bisa uga amarga biokatalisis reduksi oksigen dening biofilm Pseudomonas aeruginosa. Pengamatan iki uga bisa nerangake MIC 2707 HDSS ing karya iki. Uga bisa uga ana oksigen sing luwih sithik ing biofilm aerobik. Mulane, penolakan kanggo ngpasivasi ulang permukaan logam nganggo oksigen bisa uga dadi faktor sing nyumbang kanggo MIC ing karya iki.
Dickinson et al. 38 ngusulake manawa tingkat reaksi kimia lan elektrokimia bisa langsung kena pengaruh aktivitas metabolisme bakteri sessile ing permukaan sampel lan sifat produk korosi. Kaya sing dituduhake ing Gambar 5 lan Tabel 5, jumlah sel lan kekandelan biofilm mudhun sawise 14 dina. Iki bisa diterangake kanthi cukup amarga kasunyatan manawa sawise 14 dina, umume sel sessile ing permukaan 2707 HDSS mati amarga kekurangan nutrisi ing medium 2216E utawa pelepasan ion logam beracun saka matriks 2707 HDSS. Iki minangka watesan eksperimen batch.
Ing karya iki, biofilm P. aeruginosa nyumbang marang penipisan lokal Cr lan Fe ing sangisore biofilm ing permukaan 2707 HDSS (Gambar 6). Tabel 6 nuduhake pengurangan Fe lan Cr ing sampel D dibandhingake karo sampel C, nuduhake yen Fe lan Cr sing larut sing disebabake dening biofilm P. aeruginosa tetep ana sajrone 7 dina pisanan. Lingkungan 2216E digunakake kanggo simulasi lingkungan laut. Ngandhut 17700 ppm Cl-, sing bisa dibandhingake karo isine ing banyu segara alami. Anane 17700 ppm Cl- minangka alesan utama penurunan Cr ing sampel abiotik 7 lan 14 dina sing dianalisis dening XPS. Dibandhingake karo sampel P. aeruginosa, pembubaran Cr ing sampel abiotik luwih sithik amarga resistensi sing kuwat saka 2707 HDSS marang klorin ing kahanan abiotik. Ing gambar 9 nuduhake anane Cr6+ ing film pasif. Iki bisa uga melu ngilangi kromium saka permukaan baja dening biofilm P. aeruginosa, kaya sing disaranake dening Chen lan Clayton.
Amarga tuwuhing bakteri, nilai pH medium sadurunge lan sawise budidaya yaiku 7,4 lan 8,2. Dadi, ing ngisor biofilm P. aeruginosa, korosi asam organik ora mungkin nyumbang kanggo karya iki amarga pH sing relatif dhuwur ing medium massal. pH medium kontrol non-biologis ora owah sacara signifikan (saka awal 7,4 nganti pungkasan 7,5) sajrone periode uji coba 14 dina. Peningkatan pH ing medium wiji sawise inkubasi amarga aktivitas metabolisme P. aeruginosa lan ditemokake duwe efek sing padha ing pH tanpa ana strip uji coba.
Kaya sing dituduhake ing Gambar 7, ambane jugangan maksimal sing disebabake dening biofilm P. aeruginosa yaiku 0,69 µm, sing luwih gedhe tinimbang medium abiotik (0,02 µm). Iki konsisten karo data elektrokimia sing diterangake ing ndhuwur. Ambane jugangan 0,69 µm luwih saka sepuluh kali luwih cilik tinimbang nilai 9,5 µm sing dilapurake kanggo 2205 DSS ing kahanan sing padha. Data iki nuduhake yen 2707 HDSS nuduhake resistensi sing luwih apik marang MIC tinimbang 2205 DSS. Iki ora nggumunake amarga 2707 HDSS duwe tingkat Cr sing luwih dhuwur sing nyedhiyakake pasivasi sing luwih dawa, luwih angel kanggo depasivasi P. aeruginosa, lan amarga struktur fase sing seimbang tanpa presipitasi sekunder sing mbebayani nyebabake pitting.
Kesimpulane, bolongan MIC ditemokake ing permukaan 2707 HDSS ing kaldu P. aeruginosa dibandhingake karo bolongan sing ora signifikan ing lingkungan abiotik. Karya iki nuduhake yen 2707 HDSS duwe resistensi sing luwih apik marang MIC tinimbang 2205 DSS, nanging ora kebal banget marang MIC amarga biofilm P. aeruginosa. Asil kasebut mbantu pemilihan baja tahan karat sing cocog lan pangarep-arep urip kanggo lingkungan laut.
Kupon kanggo 2707 HDSS diwenehake dening Sekolah Metalurgi Universitas Northeastern (NEU) ing Shenyang, China. Komposisi unsur 2707 HDSS dituduhake ing Tabel 1, sing dianalisis dening Departemen Analisis lan Pengujian Bahan NEU. Kabeh sampel diolah kanggo larutan padat ing suhu 1180°C sajrone 1 jam. Sadurunge uji korosi, 2707 HDSS sing bentuke koin kanthi area permukaan terbuka ndhuwur 1 cm2 dipoles dadi 2000 grit nganggo amplas silikon karbida banjur dipoles nganggo bubur bubuk Al2O3 0,05 µm. Sisih lan ngisor dilindhungi nganggo cat inert. Sawise garing, sampel dicuci nganggo banyu deionisasi steril lan disterilisasi nganggo etanol 75% (v/v) sajrone 0,5 jam. Banjur dikeringake ing udara ing sinar ultraviolet (UV) sajrone 0,5 jam sadurunge digunakake.
Galur Pseudomonas aeruginosa Laut MCCC 1A00099 dituku saka Pusat Koleksi Budaya Laut Xiamen (MCCC), China. Pseudomonas aeruginosa ditandur ing kahanan aerobik ing suhu 37° C. ing labu 250 ml lan sel elektrokimia kaca 500 ml nggunakake medium cair Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China). Medium ngandhut (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, 0016 6NH26NH3, 3,0016 NH3 5,0 pepton, 1,0 ekstrak ragi lan 0,1 sitrat wesi. Diotoklaf ing suhu 121°C suwene 20 menit sadurunge inokulasi. Etung sel sessile lan planktonik nganggo hemocytometer ing mikroskop cahya kanthi pembesaran 400x. Konsentrasi awal planktonik Pseudomonas aeruginosa langsung sawise inokulasi kira-kira 106 sel/ml.
Tes elektrokimia ditindakake ing sel kaca telung elektroda klasik kanthi volume medium 500 ml. Lembaran platinum lan elektroda kalomel jenuh (SAE) disambungake menyang reaktor liwat kapiler Luggin sing diisi jembatan uyah, sing dadi elektroda counter lan referensi. Kanggo nggawe elektroda kerja, kawat tembaga karet dipasang ing saben sampel lan ditutupi resin epoksi, ninggalake udakara 1 cm2 area sing ora dilindhungi kanggo elektroda kerja ing sisih siji. Sajrone pangukuran elektrokimia, sampel diselehake ing medium 2216E lan dijaga ing suhu inkubasi konstan (37°C) ing bak banyu. Data OCP, LPR, EIS lan polarisasi dinamis potensial diukur nggunakake potensiostat Autolab (Referensi 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA). Tes LPR direkam kanthi kecepatan pindai 0,125 mV s-1 ing kisaran -5 nganti 5 mV kanthi Eocp lan kecepatan sampling 1 Hz. EIS ditindakake nganggo gelombang sinus ing rentang frekuensi 0,01 nganti 10.000 Hz nggunakake voltase sing ditrapake 5 mV ing Eocp kondisi ajeg. Sadurunge sapuan potensial, elektroda ana ing mode nganggur nganti nilai stabil saka potensial korosi bebas tekan. Kurva polarisasi banjur diukur saka -0,2 nganti 1,5 V minangka fungsi Eocp ing tingkat pindai 0,166 mV/s. Saben tes diulang kaping 3 nganggo lan tanpa P. aeruginosa.
Sampel kanggo analisis metalografi dipoles kanthi mekanis nganggo kertas SiC grit 2000 teles banjur dipoles maneh nganggo suspensi bubuk Al2O3 0,05 µm kanggo pengamatan optik. Analisis metalografi ditindakake nggunakake mikroskop optik. Sampel diukir nganggo larutan kalium hidroksida 43 10 wt%.
Sawisé inkubasi, sampel dikumbah kaping 3 nganggo larutan saline buffer fosfat (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) banjur difiksasi nganggo glutaraldehida 2,5% (v/v) sajrone 10 jam kanggo ndandani biofilm. Banjur didehidrasi nganggo etanol batch (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% lan 100% volume) sadurunge dikeringake ing udara. Pungkasan, film emas diendapkan ing permukaan sampel kanggo nyedhiyakake konduktivitas kanggo pengamatan SEM. Gambar SEM difokusake ing titik kanthi sel P. aeruginosa paling sessile ing permukaan saben sampel. Nindakake analisis EDS kanggo nemokake unsur kimia. Mikroskop pemindaian laser confocal Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Jerman) digunakake kanggo ngukur ambane jugangan. Kanggo mirsani bolongan korosi ing sangisore biofilm, sampel uji coba diresiki dhisik miturut Standar Nasional Tiongkok (CNS) GB/T4334.4-2000 kanggo mbusak produk korosi lan biofilm saka permukaan sampel uji coba.
Analisis spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS, sistem analisis permukaan ESCALAB250, Thermo VG, USA) ditindakake nggunakake sumber sinar-X monokromatik (garis Aluminium Kα kanthi energi 1500 eV lan daya 150 W) ing macem-macem energi pengikatan 0 ing kondisi standar –1350 eV. Spektrum resolusi dhuwur direkam nggunakake energi transmisi 50 eV lan langkah 0,2 eV.
Sampel sing diinkubasi dicopot lan dikumbah alon-alon nganggo PBS (pH 7,4 ± 0,2) sajrone 15 detik. Kanggo mirsani kelangsungan urip bakteri biofilm ing sampel, biofilm diwernani nggunakake LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA). Kit kasebut ngemot rong pewarna fluoresen: pewarna fluoresen ijo SYTO-9 lan pewarna fluoresen abang propidium iodida (PI). Ing CLSM, titik ijo lan abang fluoresen makili sel urip lan mati. Kanggo pewarnaan, 1 ml campuran sing ngemot 3 µl SYTO-9 lan 3 µl larutan PI diinkubasi sajrone 20 menit ing suhu kamar (23°C) ing peteng. Sawise iku, sampel sing diwernani ditliti ing rong dawa gelombang (488 nm kanggo sel urip lan 559 nm kanggo sel mati) nggunakake piranti Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Jepang). Kekandelan biofilm diukur ing mode pemindaian 3D.
Cara ngutip artikel iki: Li, H. et al. Korosi mikroba baja tahan karat super dupleks 2707 dening biofilm laut Pseudomonas aeruginosa. the science. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Retakan korosi tegangan baja tahan karat dupleks LDX 2101 ing larutan klorida kanthi anané tiosulfat. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Retakan korosi tegangan baja tahan karat dupleks LDX 2101 ing larutan klorida kanthi anané tiosulfat. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Retakan korosi tegangan baja tahan karat dupleks LDX 2101 ing larutan klorida kanthi anané tiosulfat. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, 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., Monticeli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相stainless steel在福代sulfate分下下南性性生于中图像。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Retakan korosi tegangan baja tahan karat dupleks LDX 2101 ing larutan klorida kanthi anané tiosulfat.ilmu coros 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efek saka perlakuan panas larutan lan nitrogen ing gas pelindung marang resistensi korosi pitting saka las baja tahan karat hiper dupleks. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efek saka perlakuan panas larutan lan nitrogen ing gas pelindung marang resistensi korosi pitting saka las baja tahan karat hiper dupleks.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS lan Park, YS. Efek saka perlakuan panas larutan lan nitrogen ing gas pelindung marang ketahanan korosi pitting saka las baja tahan karat hiperdupleks. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS lan Park, YS. Efek saka perlakuan panas larutan lan nitrogen ing gas pelindung marang ketahanan korosi pitting saka las baja tahan karat super duplex.koros. ilmu pengetahuan. 53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Panliten komparatif ing kimia pitting sing diinduksi sacara mikroba lan elektrokimia saka baja tahan karat 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Panliten komparatif ing kimia pitting sing diinduksi sacara mikroba lan elektrokimia saka baja tahan karat 316L.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. lan Lewandowski, Z. Panliten kimia komparatif babagan pitting mikrobiologis lan elektrokimia baja tahan karat 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L 不锈钢点蚀的化学比较研究。 Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. lan Lewandowski, Z. Panliten kimia komparatif babagan pitting sing diinduksi mikrobiologis lan elektrokimia ing baja tahan karat 316L.koros. ilmu pengetahuan. 45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Prilaku elektrokimia baja tahan karat dupleks 2205 ing larutan alkali kanthi pH sing beda-beda nalika ana klorida. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Prilaku elektrokimia baja tahan karat dupleks 2205 ing larutan alkali kanthi pH sing beda-beda nalika ana klorida.Luo H., Dong KF, Lee HG lan Xiao K. Prilaku elektrokimia baja tahan karat dupleks 2205 ing larutan alkali kanthi pH sing beda-beda nalika ana klorida. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的电化中的电化存。 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Prilaku elektrokimia baja tahan karat 双相 ing ngarsane klorida ing pH sing beda ing larutan alkali.Luo H., Dong KF, Lee HG lan Xiao K. Prilaku elektrokimia baja tahan karat dupleks 2205 ing larutan alkali kanthi pH sing beda-beda nalika ana klorida.Majalah Elektrokimia. 64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Pengaruh biofilm laut marang korosi: Tinjauan ringkes. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Pengaruh biofilm laut marang korosi: Tinjauan ringkes.Little, BJ, Lee, JS lan Ray, RI Efek Biofilm Laut marang Korosi: Tinjauan Singkat. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述。 Little, BJ, Lee, JS & Ray, RILittle, BJ, Lee, JS lan Ray, RI Efek Biofilm Laut marang Korosi: Tinjauan Singkat.Majalah Elektrokimia. 54, 2-7 (2008).