Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз колдонуп жаткан браузердин версиясында CSS колдоосу чектелүү. Эң жакшы тажрыйба алуу үчүн, жаңыртылган браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде шайкештик режимин өчүрүңүз). Ошол эле учурда, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн, биз сайтты стилдерсиз жана JavaScriptсиз көрсөтөбүз.
Микробдук коррозия (MIC) көптөгөн тармактарда олуттуу көйгөй болуп саналат, анткени ал чоң экономикалык жоготууларга алып келиши мүмкүн. Супер дуплекстүү дат баспас болот 2707 (2707 HDSS) эң сонун химиялык туруктуулугунан улам деңиз чөйрөсүндө колдонулат. Бирок, анын MICке туруктуулугу эксперименталдык түрдө көрсөтүлгөн эмес. Бул изилдөөдө деңиз аэробдук бактериясы Pseudomonas aeruginosa тарабынан пайда болгон MIC 2707 HDSSтин жүрүм-туруму изилденген. Электрохимиялык анализ көрсөткөндөй, 2216E чөйрөсүндө Pseudomonas aeruginosa биофильми болгондо, коррозия потенциалында оң өзгөрүү жана коррозия тогунун тыгыздыгынын жогорулашы байкалат. Рентген фотоэлектрондук спектроскопиясын (XPS) анализдөө биофильмдин астындагы үлгүнүн бетиндеги Cr курамынын төмөндөшүн көрсөттү. Чуңкурларды визуалдык анализ P. aeruginosa биофильми 14 күндүк инкубация учурунда максималдуу чуңкур тереңдигин 0,69 мкм түзгөнүн көрсөттү. Бул кичинекей болгону менен, 2707 HDSS P. aeruginosa биофильмдеринин MICине толугу менен иммунитетке ээ эмес экенин көрсөтүп турат.
Дуплекстүү дат баспас болоттор (DSS) ар кандай тармактарда кеңири колдонулат, анткени алар эң сонун механикалык касиеттердин жана коррозияга туруктуулуктун кемчиликсиз айкалышы1,2. Бирок, локалдашкан чуңкур пайда болуу дагы эле пайда болот жана бул болоттун бүтүндүгүнө таасир этет3,4. DSS микробдук коррозияга (MIC) туруктуу эмес5,6. DSS үчүн кеңири колдонуу чөйрөсүнө карабастан, DSSтин коррозияга туруктуулугу узак мөөнөттүү колдонуу үчүн жетишсиз болгон чөйрөлөр дагы эле бар. Бул жогорку коррозияга туруктуулугу бар кымбатыраак материалдар талап кылынарын билдирет. Jeon жана башкалар7 супер дуплекстүү дат баспас болоттордун (SDSS) да коррозияга туруктуулугу жагынан айрым чектөөлөрү бар экенин аныкташкан. Ошондуктан, кээ бир учурларда жогорку коррозияга туруктуулугу бар супер дуплекстүү дат баспас болоттор (HDSS) талап кылынат. Бул жогорку легирленген HDSSтин өнүгүшүнө алып келди.
Коррозияга туруктуулук DSS альфа жана гамма фазаларынын катышына көз каранды жана экинчи фазага жакын жайгашкан Cr, Mo жана W аймактарында 8, 9, 10 азаят. HDSS курамында Cr, Mo жана N11 көп камтылгандыктан, ал эң сонун коррозияга туруктуулукка жана эквиваленттүү чуңкурчага туруктуулуктун (PREN) жогорку маанисине (45-50) ээ, ал эми салмагы % Cr + 3.3 (салмак % Mo + 0.5 салмак % W) + 16% салмак N12 менен аныкталат. Анын эң сонун коррозияга туруктуулугу болжол менен 50% ферриттик (α) жана 50% аустениттик (γ) фазаларды камтыган тең салмактуу курамга көз каранды. HDSS механикалык касиеттери жакшыраак жана хлориддик коррозияга жогорку туруктуулукка ээ. Коррозияга туруктуулуктун жакшырышы HDSSти деңиз чөйрөсү сыяктуу агрессивдүү хлориддик чөйрөлөрдө колдонууну кеңейтет.
MICтер мунай жана газ жана суу өнөр жайы сыяктуу көптөгөн тармактарда чоң көйгөй болуп саналат14. MIC бардык коррозия зыянынын 20% түзөт15. MIC - бул көптөгөн чөйрөлөрдө байкалуучу биоэлектрохимиялык коррозия. Металл беттеринде пайда болгон биофильмдер электрохимиялык шарттарды өзгөртүп, коррозия процессине таасир этет. MIC коррозиясы биофильмдерден келип чыгат деген кеңири таралган ишеним бар. Электрогендик микроорганизмдер жашоо үчүн керектүү энергияны алуу үчүн металлдарды жеп коюшат17. Акыркы MIC изилдөөлөрү көрсөткөндөй, EET (клеткадан тышкаркы электрондук өткөрүп берүү) электрогендик микроорганизмдер тарабынан индукцияланган MICтеги ылдамдыкты чектөөчү фактор болуп саналат. Чжан жана башкалар 18 электрондук ортомчулар Desulfovibrio sessificans клеткалары менен 304 дат баспас болоттун ортосундагы электрондордун өткөрүлүшүн тездетет, бул MICтин катуу чабуулуна алып келет. Аннинг жана башкалар 19 жана Венцлафф жана башкалар 20 коррозиялык сульфатты калыбына келтирүүчү бактериялардын (SRB) биофильмдери металл субстраттарынан электрондорду түздөн-түз сиңире аларын, натыйжада катуу чуңкур пайда болорун көрсөтүштү.
DSS курамында SRB, темирди калыбына келтирүүчү бактериялар (IRB) ж.б. бар чөйрөлөрдө MICке сезгич экени белгилүү. 21 Бул бактериялар биофильмдердин астында DSSтин бетинде локалдашкан чуңкурларды пайда кылат. 22,23 DSSтен айырмаланып, HDSS24 MIC жакшы белгилүү эмес.
Pseudomonas aeruginosa - жаратылышта кеңири таралган грам-терс, кыймылдуу, таякча сымал бактерия25. Pseudomonas aeruginosa ошондой эле деңиз чөйрөсүндөгү негизги микробдук топ болуп саналат, ал MIC концентрациясынын жогорулашына алып келет. Pseudomonas коррозия процессине активдүү катышат жана биофильмдин пайда болушу учурунда пионер колонизатор катары таанылат. Махат жана башкалар 28 жана Юань жана башкалар 29 Pseudomonas aeruginosa суу чөйрөсүндө жумшак болоттун жана эритмелердин коррозия ылдамдыгын жогорулатарын көрсөтүштү.
Бул иштин негизги максаты электрохимиялык ыкмаларды, беттик анализ ыкмаларын жана коррозия продуктуларын анализдөөнү колдонуу менен деңиз аэробдук бактериясы Pseudomonas aeruginosa тарабынан пайда болгон MIC 2707 HDSS касиеттерин изилдөө болгон. MIC 2707 HDSSтин жүрүм-турумун изилдөө үчүн ачык чынжыр потенциалын (OCP), сызыктуу поляризацияга туруктуулукту (LPR), электрохимиялык импеданс спектроскопиясын (EIS) жана потенциалдуу динамикалык поляризацияны камтыган электрохимиялык изилдөөлөр жүргүзүлдү. Дат баскан беттеги химиялык элементтерди аныктоо үчүн энергияны дисперсиялык спектрометриялык анализ (EDS) жүргүзүлдү. Мындан тышкары, Pseudomonas aeruginosa камтыган деңиз чөйрөсүнүн таасири астында кычкыл пленкасынын пассивдешүүсүнүн туруктуулугун аныктоо үчүн рентген фотоэлектрондук спектроскопия (XPS) колдонулган. Чуңкурлардын тереңдиги конфокалдык лазердик сканерлөөчү микроскоп (CLSM) менен өлчөнгөн.
1-таблицада 2707 HDSSтин химиялык курамы көрсөтүлгөн. 2-таблицада 2707 HDSSтин эң сонун механикалык касиеттери жана 650 МПа ичүү бекемдиги бар экени көрсөтүлгөн. 1-сүрөттө жылуулук менен иштетилген 2707 HDSS эритмесинин оптикалык микроструктурасы көрсөтүлгөн. Болжол менен 50% аустенит жана 50% феррит фазаларын камтыган микроструктурада экинчилик фазалары жок аустенит жана феррит фазаларынын узун тилкелери көрүнүп турат.
2a-сүрөттө 2707 HDSS үчүн 2216E абиотикалык чөйрөсүндө жана P. aeruginosa сорпосунда 37°C температурада 14 күн бою ачык чынжыр потенциалы (Eocp) көрсөтүлгөн. Бул Eocpдеги эң чоң жана эң маанилүү өзгөрүү алгачкы 24 сааттын ичинде болорун көрсөтүп турат. Эки учурда тең Eocp маанилери болжол менен 16 сааттын ичинде -145 мВга (SCE менен салыштырганда) жеткен жана андан кийин кескин төмөндөп, абиотикалык үлгү үчүн -477 мВга (SCE менен салыштырганда) жана -236 мВга (SCE менен салыштырганда) жеткен. жана P Pseudomonas aeruginosa купондору тиешелүүлүгүнө жараша). 24 сааттан кийин P. aeruginosa үчүн Eocp 2707 HDSS мааниси -228 мВда (SCE менен салыштырганда) салыштырмалуу туруктуу болгон, ал эми биологиялык эмес үлгүлөр үчүн тиешелүү маани болжол менен -442 мВ (SCE менен салыштырганда) болгон. P. aeruginosa бар жерде Eocp өтө төмөн болгон.
Абиотикалык чөйрөдөгү жана Pseudomonas aeruginosa сорпосундагы 2707 HDSS үлгүсүн 37 °C температурада электрохимиялык изилдөө:
(a) Экспозиция убактысынын функциясы катары Eocp, (b) 14-күндөгү поляризация ийри сызыктары, (c) Экспозиция убактысынын функциясы катары Rp жана (d) Экспозиция убактысынын функциясы катары icorr.
3-таблицада 14 күндүн ичинде абиотикалык жана Pseudomonas aeruginosa себилген чөйрөлөргө дуушар болгон 2707 HDSS үлгүлөрүнүн электрохимиялык коррозия параметрлери көрсөтүлгөн. Анод жана катод ийри сызыктарынын тангенстери стандарттуу ыкмаларга ылайык коррозия тогунун тыгыздыгын (icorr), коррозия потенциалын (Ecorr) жана Тафель жантайыңкылыгын (βα жана βc) берген кесилиштерди алуу үчүн экстраполяцияланган30,31.
2b-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, P. aeruginosa ийри сызыгынын жогору карай жылышы абиотикалык ийри сызыкка салыштырмалуу Ecorr көрсөткүчүнүн жогорулашына алып келген. Коррозия ылдамдыгына пропорционалдуу болгон icorr мааниси Pseudomonas aeruginosa үлгүсүндө 0,328 µA см-2 чейин жогорулаган, бул биологиялык эмес үлгүгө караганда (0,087 µA см-2) төрт эсе көп.
LPR - коррозияны тез анализдөө үчүн классикалык бузулбаган электрохимиялык ыкма. Ал ошондой эле MIC32 изилдөө үчүн колдонулган. 2c-сүрөттө поляризацияга туруктуулук (Rp) экспозиция убактысынын функциясы катары көрсөтүлгөн. Rp маанисинин жогору болушу коррозиянын азайышын билдирет. Алгачкы 24 сааттын ичинде Rp 2707 HDSS абиотикалык үлгүлөр үчүн 1955 кΩ см2 жана Pseudomonas aeruginosa үлгүлөрү үчүн 1429 кΩ см2 чокусуна жеткен. 2c-сүрөттө ошондой эле Rp мааниси бир күндөн кийин тез төмөндөп, андан кийин кийинки 13 күндүн ичинде салыштырмалуу өзгөрүүсүз калганы көрсөтүлгөн. Pseudomonas aeruginosa үлгүсүнүн Rp мааниси болжол менен 40 кΩ см2 түзөт, бул биологиялык эмес үлгүнүн 450 кΩ см2 маанисинен бир топ төмөн.
icorr мааниси бир калыптагы коррозия ылдамдыгына пропорционалдуу. Анын маанисин төмөнкү Штерн-Гири теңдемесинен эсептөөгө болот:
Зои жана башкалар 33 боюнча, бул иште Тафел жантайышынын В типтүү мааниси 26 мВ/дек деп кабыл алынган. 2d-сүрөттө биологиялык эмес үлгүнүн 2707 икорр мааниси салыштырмалуу туруктуу бойдон калганы, ал эми P. aeruginosa үлгүсү алгачкы 24 сааттан кийин кескин өзгөрүп турганы көрсөтүлгөн. P. aeruginosa үлгүлөрүнүн икорр маанилери биологиялык эмес контролдук үлгүлөргө караганда бир топ жогору болгон. Бул тенденция поляризацияга туруктуулуктун жыйынтыктарына дал келет.
EIS - дат баскан беттердеги электрохимиялык реакцияларды мүнөздөө үчүн колдонулган дагы бир бузбаган ыкма. Абиотикалык чөйрөгө жана Pseudomonas aeruginosa эритмесине дуушар болгон үлгүлөрдүн импеданс спектрлери жана эсептелген сыйымдуулук маанилери, үлгүнүн бетинде пайда болгон пассивдүү пленка/биопленка каршылыгы Rb, заряддын өтүү каршылыгы Rct, электрдик кош катмар сыйымдуулугу Cdl (EDL) жана туруктуу QCPE фазалык элемент параметрлери (CPE). Бул параметрлер эквиваленттүү схема (EEC) моделин колдонуу менен маалыматтарды тууралоо аркылуу андан ары талданды.
3-сүрөттө ар кандай инкубациялык убакыттар үчүн абиотикалык чөйрөдөгү жана P. aeruginosa сорпосундагы 2707 HDSS үлгүлөрү үчүн типтүү Найквист графиктери (а жана b) жана Боде графиктери (а' жана b') көрсөтүлгөн. Найквист шакекчесинин диаметри Pseudomonas aeruginosa катышуусунда азаят. Боде графики (3b'-сүрөт) жалпы импеданстын көбөйүшүн көрсөтөт. Релаксациялык убакыттын константасы жөнүндө маалыматты фазалык максимумдардан алууга болот. 4-сүрөттө монокатмар (а) жана кош катмар (b) жана тиешелүү EECтерге негизделген физикалык түзүлүштөр көрсөтүлгөн. CPE EEC моделине киргизилген. Анын кирүү жана импедансы төмөнкүдөй туюнтулат:
2707 HDSS үлгүсүнүн импеданс спектрин тууралоо үчүн эки физикалык модель жана тиешелүү эквиваленттүү схемалар:
мында Y0 - KPI мааниси, j - элестүү сан же (-1)1/2, ω - бурчтук жыштык, n - KPI кубаттуулук индекси бирден35тен аз. Заряддын өткөрүлүшүнө каршылыктын инверсиясы (б.а. 1/Rct) коррозия ылдамдыгына туура келет. Rct канчалык кичине болсо, коррозия ылдамдыгы ошончолук жогору болот27. 14 күндүк инкубациядан кийин Pseudomonas aeruginosa үлгүлөрүнүн Rct 32 кΩ см2ге жеткен, бул биологиялык эмес үлгүлөрдүн 489 кΩ см2 көрсөткүчүнөн бир топ аз (4-таблица).
5-сүрөттөгү CLSM жана SEM сүрөттөрү HDSS үлгүсүнүн 2707 бетиндеги 7 күндөн кийинки биофильм каптоосу тыгыз экенин ачык көрсөтүп турат. Бирок, 14 күндөн кийин биофильм каптоосу начар болуп, кээ бир өлүк клеткалар пайда болгон. 5-таблицада P. aeruginosa менен 7 жана 14 күн байланышта болгондон кийинки 2707 HDSS үлгүсүндөгү биофильмдин калыңдыгы көрсөтүлгөн. Биопленканын максималдуу калыңдыгы 7 күндөн кийин 23,4 мкмден 14 күндөн кийин 18,9 мкмге чейин өзгөргөн. Биопленканын орточо калыңдыгы да бул тенденцияны тастыктады. Ал 7 күндөн кийин 22,2 ± 0,7 мкмден 14 күндөн кийин 17,8 ± 1,0 мкмге чейин төмөндөгөн.
(a) 7 күндөн кийинки 3D CLSM сүрөтү, (b) 14 күндөн кийинки 3D CLSM сүрөтү, (c) 7 күндөн кийинки SEM сүрөтү жана (d) 14 күндөн кийинки SEM сүрөтү.
ЭМФ 14 күн бою P. aeruginosaга дуушар болгон үлгүлөрдө биофильмдерде жана коррозия продуктуларында химиялык элементтерди аныктады. 6-сүрөттө биофильмдердеги жана коррозия продуктуларында C, N, O жана P курамы таза металлдарга караганда бир топ жогору экени көрсөтүлгөн, анткени бул элементтер биофильмдер жана алардын метаболиттери менен байланышкан. Микробдорго хром менен темирдин аз өлчөмдөрү гана керек. Биопленкадагы жана үлгүлөрдүн бетиндеги коррозия продуктуларында Cr жана Fe жогорку деңгээлде болушу металл матрицасында коррозиядан улам элементтер жоголгонун көрсөтүп турат.
14 күндөн кийин 2216E чөйрөсүндө P. aeruginosa бар жана жок чуңкурлар байкалган. Инкубацияга чейин үлгүлөрдүн бети жылмакай жана кемчиликсиз болгон (7a-сүрөт). Инкубациядан жана биофильмди жана коррозия продуктуларын алып салуудан кийин, үлгүлөрдүн бетиндеги эң терең чуңкурлар 7b жана c сүрөттөрүндө көрсөтүлгөндөй CLSM колдонуу менен текшерилген. Биологиялык эмес контролдордун бетинде эч кандай айкын чуңкурлар табылган жок (чуңкурлардын максималдуу тереңдиги 0,02 мкм). P. aeruginosa тарабынан пайда болгон чуңкурлардын максималдуу тереңдиги 7 күндө 0,52 мкм жана 14 күндө 0,69 мкм болгон, бул 3 үлгүдөн алынган орточо максималдуу чуңкур тереңдигине негизделген (ар бир үлгү үчүн 10 максималдуу чуңкур тереңдиги тандалып алынган). Тиешелүүлүгүнө жараша 0,42 ± 0,12 мкм жана 0,52 ± 0,15 мкм жетишилген (5-таблица). Бул чуңкурлардын тереңдигинин маанилери кичинекей, бирок маанилүү.
(а) таасирге кабылганга чейин, (б) абиотикалык чөйрөдө 14 күн жана (в) Pseudomonas aeruginosa сорпосунда 14 күн.
Сүрөттө. 8-таблицада ар кандай үлгү беттеринин XPS спектрлери көрсөтүлгөн, ал эми ар бир бет үчүн талданган химиялык курамы 6-таблицада кыскача көрсөтүлгөн. 6-таблицада P. aeruginosa (А жана В үлгүлөрү) катышуусундагы Fe жана Cr атомдук пайыздары биологиялык эмес контролдук топко караганда бир топ төмөн болгон (C жана D үлгүлөрү). P. aeruginosa үлгүсү үчүн Cr2p ядросунун деңгээлиндеги спектрдик ийри сызык байланыш энергиялары (BE) 574,4, 576,6, 578,3 жана 586,8 эВ болгон төрт чоку компонентине туура келген, аларды тиешелүүлүгүнө жараша Cr, Cr2O3, CrO3 жана Cr(OH)3 менен байланыштырууга болот (9а жана b сүрөттөрү). Биологиялык эмес үлгүлөр үчүн, негизги Cr 2p деңгээлинин спектринде 9c жана d сүрөттөрүндө тиешелүү түрдө Cr (BE үчүн 573,80 эВ) жана Cr2O3 (BE үчүн 575,90 эВ) үчүн эки негизги чоку бар. Абиотикалык үлгүлөр менен P. aeruginosa үлгүлөрүнүн ортосундагы эң таң калыштуу айырмачылык Cr6+ болушу жана биофильмдин астында Cr(OH)3 (BE 586,8 эВ) салыштырмалуу үлүшүнүн жогору болушу болгон.
2707 HDSS үлгүсүнүн бетинин эки чөйрөдөгү кең XPS спектрлери тиешелүүлүгүнө жараша 7 жана 14 күндү түзөт.
(а) P. aeruginosa менен 7 күн, (б) P. aeruginosa менен 14 күн, (в) абиотикалык чөйрөдө 7 күн жана (г) абиотикалык чөйрөдө 14 күн.
HDSS көпчүлүк чөйрөлөрдө жогорку деңгээлдеги коррозияга туруктуулукту көрсөтөт. Ким жана башкалар.2 HDSS UNS S32707 PRENи 45тен жогору болгон жогорку деңгээлде легирленген DSS катары аныкталганын билдиришкен. Бул иштеги 2707 HDSS үлгүсүнүн PREN мааниси 49 болгон. Бул хромдун жогорку курамына жана кислоталуу чөйрөдө жана хлориддердин жогорку курамы бар чөйрөлөрдө пайдалуу болгон молибден менен никельдин жогорку курамына байланыштуу. Мындан тышкары, жакшы тең салмактуу курам жана кемчиликсиз микроструктура структуралык туруктуулук жана коррозияга туруктуулук үчүн пайдалуу. Бирок, химиялык жактан эң сонун туруктуулугуна карабастан, бул иштеги эксперименталдык маалыматтар 2707 HDSS P. aeruginosa биофильминин MICтерине толугу менен иммунитетке ээ эмес экенин көрсөтүп турат.
Электрохимиялык жыйынтыктар көрсөткөндөй, P. aeruginosa сорпосундагы 2707 HDSSтин коррозия ылдамдыгы 14 күндөн кийин биологиялык эмес чөйрөгө салыштырмалуу бир топ жогорулаган. 2a-сүрөттө алгачкы 24 сааттын ичинде абиотикалык чөйрөдө да, P. aeruginosa сорпосунда да Eocp төмөндөгөнү байкалган. Андан кийин биофильм үлгүнүн бетин толугу менен жаап, Eocp салыштырмалуу туруктуу болуп калат36. Бирок, биологиялык Eocp деңгээли биологиялык эмес Eocp деңгээлинен бир топ жогору болгон. Бул айырмачылык P. aeruginosa биофильмдеринин пайда болушу менен байланыштуу деп эсептөөгө негиз бар. 2d-сүрөттө P. aeruginosa катышуусунда icorr 2707 HDSS мааниси 0,627 мкА см-2ге жеткен, бул абиотикалык контролдук көрсөткүчтөн (0,063 мкА см-2) бир топ жогору, бул EIS менен өлчөнгөн Rct маанисине дал келген. Алгачкы бир нече күндүн ичинде P. aeruginosa сорпосундагы импеданс маанилери P. aeruginosa клеткаларынын жабышып, биофильмдердин пайда болушунан улам жогорулаган. Бирок, биофильм үлгүнүн бетин толугу менен жапканда, импеданс төмөндөйт. Коргоочу катмарга негизинен биофильмдердин жана биофильм метаболиттеринин пайда болушунан улам кол салынат. Натыйжада, коррозияга туруктуулук убакыттын өтүшү менен төмөндөп, P. aeruginosa жабышып, локалдашкан коррозияга алып келген. Абиотикалык чөйрөдөгү тенденциялар башкача болгон. Биологиялык эмес контролдун коррозияга туруктуулугу P. aeruginosa сорпосуна дуушар болгон үлгүлөрдүн тиешелүү маанисинен бир топ жогору болгон. Мындан тышкары, абиотикалык үлгүлөр үчүн Rct 2707 HDSS мааниси 14-күнү 489 кΩ см2ге жеткен, бул P. aeruginosa катышуусундагы Rct маанисинен (32 кΩ см2) 15 эсе жогору. Ошентип, 2707 HDSS стерилдүү чөйрөдө коррозияга эң сонун туруктуулукка ээ, бирок P. aeruginosa биофильмдеринен чыккан MICтерге туруктуу эмес.
Бул жыйынтыктарды 2b-сүрөттөгү поляризация ийри сызыктарынан да байкоого болот. Аноддук бутактануу Pseudomonas aeruginosa биопленкасынын пайда болушу жана металлдын кычкылдануу реакциялары менен байланыштуу болгон. Бул учурда катоддук реакция кычкылтектин калыбына келиши болуп саналат. P. aeruginosaнын болушу коррозия тогунун тыгыздыгын бир кыйла жогорулатты, бул абиотикалык көзөмөлгө караганда болжол менен бир нече эсе жогору. Бул P. aeruginosa биопленкасы 2707 HDSSтин локалдашкан коррозиясын күчөтөрүн көрсөтүп турат. Юань жана башкалар.29 Cu-Ni 70/30 эритмесинин коррозия тогунун тыгыздыгы P. aeruginosa биопленкасынын таасири астында жогорулаганын аныкташкан. Бул Pseudomonas aeruginosa биопленкалары менен кычкылтектин калыбына келиши биокатализине байланыштуу болушу мүмкүн. Бул байкоо бул иштеги MIC 2707 HDSSти да түшүндүрүшү мүмкүн. Аэробдук биопленкалардын астында кычкылтек азыраак болушу мүмкүн. Ошондуктан, металл бетин кычкылтек менен кайра пассивдештирүүдөн баш тартуу бул иштеги MICке салым кошкон фактор болушу мүмкүн.
Дикинсон жана башкалар 38 химиялык жана электрохимиялык реакциялардын ылдамдыгына үлгүнүн бетиндеги отурукташкан бактериялардын зат алмашуу активдүүлүгү жана коррозия продуктуларынын мүнөзү түздөн-түз таасир этиши мүмкүн деп божомолдошкон. 5-сүрөттө жана 5-таблицада көрсөтүлгөндөй, 14 күндөн кийин клеткалардын саны жана биофильмдин калыңдыгы азайган. Муну 14 күндөн кийин 2707 HDSS бетиндеги отурукташкан клеткалардын көпчүлүгү 2216E чөйрөсүндөгү азык заттардын азайышынан же 2707 HDSS матрицасынан уулуу металл иондорунун бөлүнүп чыгышынан улам өлгөндүгү менен түшүндүрсө болот. Бул партиялык эксперименттердин чектөөсү.
Бул иште P. aeruginosa биофильми 2707 HDSS бетиндеги биофильмдин астында Cr жана Fe иондорунун жергиликтүү азайышына салым кошкон (6-сүрөт). 6-таблицада С үлгүсүнө салыштырмалуу D үлгүсүндөгү Fe жана Cr иондорунун азайышы көрсөтүлгөн, бул P. aeruginosa биофильминен улам пайда болгон эриген Fe жана Cr алгачкы 7 күн бою сакталып калганын көрсөтүп турат. 2216E чөйрөсү деңиз чөйрөсүн симуляциялоо үчүн колдонулат. Анын курамында 17700 ppm Cl- бар, бул анын табигый деңиз суусундагы курамына салыштырмалуу. XPS менен талданган 7 жана 14 күндүк абиотикалык үлгүлөрдө Cr иондорунун азайышынын негизги себеби 17700 ppm Cl- иондорунун болушу болгон. P. aeruginosa үлгүлөрүнө салыштырмалуу, абиотикалык үлгүлөрдө Cr иондорунун эриши 2707 HDSS иондорунун абиотикалык шарттарда хлорго күчтүү туруктуулугунан улам бир топ аз болгон. 9-сүрөттө пассивдештирүүчү пленкада Cr6+ иондорунун бар экендиги көрсөтүлгөн. Чен жана Клейтон тарабынан сунушталгандай, ал P. aeruginosa биофильмдери аркылуу болот беттеринен хромду алып салууга катышышы мүмкүн.
Бактериялардын өсүшүнө байланыштуу, өстүрүүгө чейинки жана андан кийинки чөйрөнүн рН маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 7,4 жана 8,2 түзгөн. Ошентип, P. aeruginosa биофильминин астында, органикалык кислотанын коррозиясы бул ишке салым кошушу күмөн, анткени көлөмдүү чөйрөдөгү рН салыштырмалуу жогору. Биологиялык эмес контролдук чөйрөнүн рН мааниси 14 күндүк сыноо мезгилинде олуттуу өзгөргөн жок (баштапкы 7,4төн акыркы 7,5ке чейин). Инкубациядан кийин үрөн чөйрөсүндөгү рНнын жогорулашы P. aeruginosa зат алмашуу активдүүлүгүнө байланыштуу болгон жана тест тилкелери жок учурда рНга ушундай эле таасир эткени аныкталган.
7-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, P. aeruginosa биофильминен улам пайда болгон чуңкурдун максималдуу тереңдиги 0,69 мкм болгон, бул абиотикалык чөйрөнүн тереңдигинен (0,02 мкм) алда канча чоң. Бул жогоруда сүрөттөлгөн электрохимиялык маалыматтарга дал келет. Чуңкурдун 0,69 мкм тереңдиги ошол эле шарттарда 2205 DSS үчүн билдирилген 9,5 мкм маанисинен он эседен ашык кичине. Бул маалыматтар 2707 HDSS 2205 DSSке караганда MICтерге жакшыраак туруктуулукту көрсөтөрүн көрсөтүп турат. Бул таң калыштуу эмес, анткени 2707 HDSS узак пассивдүүлүктү камсыз кылган, P. aeruginosaны пассивдештирүү кыйыныраак жана зыяндуу экинчилик чөкмөсүз тең салмактуу фазалык түзүлүшүнөн улам чуңкурлардын пайда болушуна алып келет.
Жыйынтыктап айтканда, абиотикалык чөйрөдөгү анча чоң эмес чуңкурларга салыштырмалуу P. aeruginosa сорпосунда 2707 HDSSтин бетинде MIC чуңкурлары табылган. Бул иш 2707 HDSSтин MICке 2205 DSSке караганда жакшыраак туруктуулугу бар экенин, бирок P. aeruginosa биофильминин аркасында MICке толугу менен иммунитети жок экенин көрсөтүп турат. Бул жыйынтыктар деңиз чөйрөсү үчүн ылайыктуу дат баспас болотторду тандоого жана алардын жашоо узактыгына жардам берет.
Кытайдын Шэньян шаарындагы Түндүк-Чыгыш Университетинин (NEU) Металлургия мектеби тарабынан берилген 2707 HDSS үчүн купон. 2707 HDSSтин элементтик курамы NEU Материалдарды талдоо жана сыноо бөлүмү тарабынан талданган 1-таблицада көрсөтүлгөн. Бардык үлгүлөр 1180°C температурада 1 саат бою катуу эритмеге иштетилген. Дат басууга сыноодон мурун, үстүнкү ачык бетинин аянты 1 см2 болгон тыйын формасындагы 2707 HDSS кремний карбидинин кум кагазы менен 2000 кумга чейин жылмаланып, андан кийин 0,05 мкм Al2O3 порошок аралашмасы менен жылмаланган. Капталдары жана түбү инерттүү боёк менен корголгон. Кургатылгандан кийин, үлгүлөр стерилденген деиондоштурулган суу менен жуулуп, 75% (к/к) этанол менен 0,5 саат бою стерилденген. Андан кийин алар колдонуудан мурун ультрафиолет (УК) нурунун астында 0,5 саат бою абада кургатылган.
Marine Pseudomonas aeruginosa штаммы MCCC 1A00099 Кытайдын Сямынь деңиз маданиятын чогултуу борборунан (MCCC) сатылып алынган. Pseudomonas aeruginosa 37°C температурада аэробдук шарттарда 250 мл колбаларда жана 500 мл айнек электрохимиялык клеткаларда Marine 2216E суюк чөйрөсүн колдонуу менен өстүрүлгөн (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Циндао, Кытай). Орточо чөйрөнүн курамында (г/л): 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 пептон, 1.0 ачыткы экстракты жана 0.1 темир цитраты бар. Эмдөөдөн мурун 121°C температурада 20 мүнөт автоклавда кармаңыз. Сейссильдүү жана планктондук клеткаларды гемоцитометр менен жарык микроскобу астында 400 эсе чоңойтуу менен санаңыз. Эмдөөдөн кийин дароо планктондук Pseudomonas aeruginosaнын баштапкы концентрациясы болжол менен 106 клетка/мл түзгөн.
Электрохимиялык сыноолор орточо көлөмү 500 мл болгон классикалык үч электроддуу айнек клеткада жүргүзүлдү. Платина барак жана каныккан каломель электроду (SAE) реакторго туз көпүрөлөрү менен толтурулган Луггин капиллярлары аркылуу туташтырылган, алар тиешелүүлүгүнө жараша каршы жана эталондук электроддор катары кызмат кылган. Жумушчу электроддорду жасоо үчүн ар бир үлгүгө резиналанган жез зым бекитилип, эпоксиддик чайыр менен капталган, бир жагынан жумушчу электрод үчүн болжол менен 1 см2 корголбогон аянт калган. Электрохимиялык өлчөөлөр учурунда үлгүлөр 2216E чөйрөсүнө жайгаштырылып, суу мончосунда туруктуу инкубация температурасында (37°C) кармалган. OCP, LPR, EIS жана потенциалдуу динамикалык поляризация маалыматтары Autolab потенциостатын (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA) колдонуу менен өлчөнгөн. LPR сыноолору 0,125 мВ с-1 сканерлөө ылдамдыгында -5тен 5 мВга чейинки диапазондо Eocp жана 1 Гц үлгү алуу ылдамдыгы менен жазылган. EIS туруктуу абалдагы Eocpде 5 мВ колдонулган чыңалууну колдонуу менен 0,01ден 10 000 Гцке чейинки жыштык диапазонунда синус толкуну менен жүргүзүлдү. Потенциалды тазалоодон мурун, электроддор эркин коррозия потенциалынын туруктуу маанисине жеткенге чейин бош режимде болушкан. Андан кийин поляризация ийри сызыктары Eocp функциясы катары -0,2ден 1,5 Вга чейин 0,166 мВ/с сканерлөө ылдамдыгында өлчөнгөн. Ар бир сыноо P. aeruginosa менен жана ансыз 3 жолу кайталанган.
Металлографиялык анализ үчүн үлгүлөр нымдуу 2000 дандуу SiC кагазы менен механикалык түрдө жылмаланган, андан кийин оптикалык байкоо жүргүзүү үчүн 0,05 мкм Al2O3 порошок суспензиясы менен андан ары жылмаланган. Металлографиялык анализ оптикалык микроскоптун жардамы менен жүргүзүлдү. Үлгүлөр калий гидроксидинин 43 10 салмактык% эритмеси менен оюлган.
Инкубациядан кийин үлгүлөр фосфат буферленген туздуу эритме (PBS) (рН 7,4 ± 0,2) менен 3 жолу жуулуп, андан кийин биофильмдерди бекитүү үчүн 2,5% (к/к) глутаральдегид менен 10 саат бою фиксацияланган. Андан кийин абада кургатуудан мурун ал аралаштырылган этанол (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% жана 100% көлөмдө) менен кургатылган. Акырында, SEM байкоо үчүн өткөрүмдүүлүктү камсыз кылуу максатында үлгүнүн бетине алтын пленка төшөлгөн. SEM сүрөттөрү ар бир үлгүнүн бетинде эң отурукташкан P. aeruginosa клеткалары бар жерлерге багытталган. Химиялык элементтерди табуу үчүн EDS анализин жүргүзүңүз. Чуңкурдун тереңдигин өлчөө үчүн Zeiss конфокалдык лазердик сканерлөөчү микроскобу (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Германия) колдонулган. Биопленканын астындагы коррозия чуңкурларын байкоо үчүн, сыноо үлгүсү алгач Кытайдын Улуттук стандартына (CNS) GB/T4334.4-2000 ылайык тазаланып, сыноо үлгүсүнүн бетинен коррозия продуктуларын жана биопленканы алып салуу жүргүзүлдү.
Рентген фотоэлектрондук спектроскопиясынын (XPS, ESCALAB250 беттик анализ системасы, Thermo VG, АКШ) анализи монохроматтык рентген булагын (энергиясы 1500 эВ жана кубаттуулугу 150 Вт болгон алюминий Kα линиясы) колдонуу менен –1350 эВ стандарттык шарттарында кеңири 0 байланыш энергиясында жүргүзүлдү. Жогорку чечилиштеги спектрлер 50 эВ өткөрүү энергиясын жана 0,2 эВ кадамын колдонуу менен жазылды.
Инкубацияланган үлгүлөр алынып салынып, 15 с45 бою PBS (рН 7,4 ± 0,2) менен акырын жуулган. Үлгүлөрдөгү биофильмдердин бактериялык жашоого жөндөмдүүлүгүн байкоо үчүн, биофильмдер LIVE/DEAD Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Юджин, Орегон, АКШ) менен боёлгон. Комплектте эки флуоресценттик боёк бар: SYTO-9 жашыл флуоресценттик боёгу жана пропидий йодид (PI) кызыл флуоресценттик боёгу. CLSMде флуоресценттик жашыл жана кызыл чекиттер тиешелүү түрдө тирүү жана өлгөн клеткаларды билдирет. Боёо үчүн 3 мкл SYTO-9 жана 3 мкл PI эритмесин камтыган 1 мл аралашма бөлмө температурасында (23°C) караңгыда 20 мүнөт инкубацияланган. Андан кийин, боёлгон үлгүлөр Nikon CLSM аппаратын (C2 Plus, Nikon, Япония) колдонуп, эки толкун узундугунда (тирүү клеткалар үчүн 488 нм жана өлгөн клеткалар үчүн 559 нм) текшерилген. Биопленканын калыңдыгы 3D сканерлөө режиминде өлчөнгөн.
Бул макаланы кантип шилтемелөө керек: Ли, Х. жана башкалар. Pseudomonas aeruginosa деңиз биофильми менен 2707 супер дуплекстүү дат баспас болоттун микробдук коррозиясы. Илим. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 дуплекстүү дат баспас болотун хлорид эритмелеринде тиосульфаттын катышуусунда стресстик коррозияга каршы крекинг аркылуу жарака кетирүү. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 дуплекстүү дат баспас болотун хлорид эритмелеринде тиосульфаттын катышуусунда стресстик коррозияга каршы крекинг аркылуу жарака кетирүү. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворах хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфаттын катышуусунда хлорид эритмелеринде LDX 2101 дуплекстүү дат баспас болоттон жасалган конструкциянын стресстик коррозияга каршы жарака кетиши. 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дат баспас болот. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворе хлорид в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфаттын катышуусунда хлорид эритмесинде LDX 2101 дуплекстүү дат баспас болоттон жасалган конструкциянын стресстик коррозиядан жарака кетиши.coros Science 80, 205–212 (2014).
Ким, СТ, Джанг, ШХ, Ли, И.С. жана Парк, Ю.С. Гипердуплекстүү дат баспас болоттон жасалган ширетүүлөрдүн питтингдик коррозияга туруктуулугуна эритмени жылуулук менен иштетүүнүн жана коргоочу газдагы азоттун таасири. Ким, СТ, Джанг, ШХ, Ли, И.С. жана Парк, Ю.С. Гипердуплекстүү дат баспас болоттон жасалган ширетүүлөрдүн питтингдик коррозияга туруктуулугуна эритмени жылуулук менен иштетүүнүн жана коргоочу газдагы азоттун таасири.Ким, СТ, Джанг, ШХ, Ли, И.С. жана Парк, Ю.С. Гипердуплекстүү дат баспас болоттон жасалган ширетүүлөрдүн коррозияга туруктуулугуна эритмени жылуулук менен иштетүүнүн жана коргоочу газдагы азоттун таасири. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Ким, ST, Jang, SH, Lee, IS жана Park, YSКим, С.Т., Джанг, Ш.Х., Ли, И.С. жана Парк, Й.С. Эритмени жылуулук менен иштетүүнүн жана коргоочу газдагы азоттун супер дуплекстүү дат баспас болоттон жасалган ширетүүлөрдүн коррозияга туруктуулугуна тийгизген таасири.Корос. илим. 53, 1939–1947 (2011).
Ши, Х., Авчи, Р., Гейзер, М. жана Левандовски, З. 316L дат баспас болоттон жасалган микробдук жана электрохимиялык жол менен индукцияланган чуңкурчалардын химиясы боюнча салыштырмалуу изилдөө. Ши, Х., Авчи, Р., Гейзер, М. жана Левандовски, З. 316L дат баспас болоттон жасалган микробдук жана электрохимиялык жол менен индукцияланган чуңкурчалардын химиясы боюнча салыштырмалуу изилдөө.Ши, Х., Авчи, Р., Гейзер, М. жана Левандовски, З. 316L дат баспас болоттон жасалган микробиологиялык жана электрохимиялык чуңкурларды пайда кылуунун салыштырмалуу химиялык изилдөөсү. 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砂砂 Ши, Х., Авчи, Р., Гейзер, М. жана Левандовски, З.Ши, Х., Авчи, Р., Гейзер, М. жана Левандовски, З. 316L дат баспас болоттон жасалган микробиологиялык жана электрохимиялык жол менен индукцияланган чуңкур пайда болушун салыштырмалуу химиялык изилдөө.Корос. илим. 45, 2577–2595 (2003).
Луо, Х., Донг, КФ, Ли, XG жана Сяо, К. Хлориддин катышуусунда ар кандай рН менен щелочтуу эритмелердеги 2205 дуплекстүү дат баспас болоттун электрохимиялык жүрүм-туруму. Луо, Х., Донг, КФ, Ли, XG жана Сяо, К. Хлориддин катышуусунда ар кандай рН менен щелочтуу эритмелердеги 2205 дуплекстүү дат баспас болоттун электрохимиялык жүрүм-туруму.Луо Х., Донг К.Ф., Ли Х.Г. жана Сяо К. Хлориддин катышуусунда ар кандай рН менен щелочтуу эритмелердеги дуплекстүү дат баспас болоттон жасалган 2205тин электрохимиялык жүрүм-туруму. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的甀唀匂 Луо, Х., Донг, КФ, Ли, СГ жана Сяо, К. 2205 Щелочтуу эритмеде ар кандай рН температурада хлорид катышуусунда дат баспас болоттон жасалган электрохимиялык жүрүм-туруму.Луо Х., Донг К.Ф., Ли Х.Г. жана Сяо К. Хлориддин катышуусунда ар кандай рН менен щелочтуу эритмелердеги дуплекстүү дат баспас болоттон жасалган 2205тин электрохимиялык жүрүм-туруму.Электрохимиялык журнал. 64, 211–220 (2012).
Литтл, Б.Ж., Ли, Ж.С. жана Рэй, РИ. Деңиз биофильмдеринин коррозияга тийгизген таасири: Кыскача сереп. Литтл, Б.Ж., Ли, Ж.С. жана Рэй, РИ. Деңиз биофильмдеринин коррозияга тийгизген таасири: Кыскача сереп.Литтл, Б.Ж., Ли, Ж.С. жана Рэй, РИ Деңиз биофильмдеринин коррозияга тийгизген таасири: Кыскача сереп. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述。 Литтл, Би Жей, Ли, ЖС жана Рей, РИЛиттл, Б.Ж., Ли, Ж.С. жана Рэй, РИ Деңиз биофильмдеринин коррозияга тийгизген таасири: Кыскача сереп.Электрохимиялык журнал. 54, 2-7 (2008).