Gratias tibi ago quod Nature.com invisisti. Versio navigatri quam uteris limitatam sustentationem pro CSS habet. Pro optima experientia, commendamus ut navigatro renovato utaris (aut modum compatibilitatis in Internet Explorer deactivare). Interea, ut continua sustentatio praestetur, situm sine stylis et JavaScript demonstrabimus.
Corrosio microbica (MIC) problema grave in multis industriis est, cum damna oeconomica ingentia afferre possit. Chalybs inoxidabilis superduplex 2707 (2707 HDSS) in ambitu marino propter resistentiam chemicam excellentem adhibitus est. Attamen resistentia eius ad MIC experimentaliter non demonstrata est. In hoc studio, modus MIC 2707 HDSS a bacteria aerobica marina Pseudomonas aeruginosa causatus investigatus est. Analysis electrochemica ostendit, in praesentia biopelliculae Pseudomonas aeruginosa in medio 2216E, mutationem positivam in potentia corrosionis et augmentum in densitate currentis corrosionis fuisse. Analysis spectroscopiae photoelectronicae radiorum X (XPS) diminutionem in contento Cr in superficie speciminis sub biopellicula ostendit. Analysis imaginum fovearum ostendit biopelliculam P. aeruginosa profunditatem foveae maximam 0.69 μm per 14 dies incubationis produxisse. Quamquam hoc parvum est, indicat 2707 HDSS non plene immunem esse ad MIC P. aeruginosa. biopelliculae
Chalybes inoxidabiles duplex (DSS) late in variis industriis propter idealem combinationem excellentium proprietatum mechanicarum et resistentiae corrosionis adhibentur1,2. Attamen, foveae locales adhuc fiunt et integritatem huius chalybis afficiunt3,4. DSS non resistit corrosioni microbicae (MIC)5,6. Quamvis lata sit applicatio DSS, adhuc sunt ambitus ubi resistentia corrosionis DSS non sufficit ad usum diuturnum. Hoc significat materias cariores cum altiore resistentia corrosionis requiri. Jeon et al.7 invenerunt etiam chalybes inoxidabiles superduplex (SDSS) aliquas limitationes habere quoad resistentiam corrosionis. Ergo, chalybes inoxidabiles superduplex (HDSS) cum altiore resistentia corrosionis in quibusdam applicationibus requiruntur. Hoc ad evolutionem HDSS valde mixti duxit.
Resistentia corrosionis DSS a ratione phasium alpha et gamma et regionum Cr, Mo et W depletarum 8, 9, 10 iuxta secundam phasim pendet. HDSS magnum contentum Cr, Mo et N11 continet, ita excellentem resistentiam corrosionis et altum valorem (45-50) Numeri Aequivalentis Resistentiae Fossurarum (PREN) habet, determinati per wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12. Eius excellentis resistentia corrosionis nititur compositione aequilibrata continenti circiter 50% ferritem (α) et 50% austenitem (γ), HDSS meliores proprietates mechanicas et maiorem resistentiam quam DSS13 conventionalis habet. Proprietates corrosionis chloridi. Resistentia corrosionis emendata usum HDSS in ambitus chloridi magis corrosivos, ut ambitus marinos, amplificat.
Microorganismi electrochimici (MICs) problema magnum in multis industriis, ut in petroleo et gaso, necnon in societatibus aquarum, constituunt. MIC 20% omnium damnorum corrosionis efficit. MIC est corrosio bioelectrochemica quae in multis ambitus observari potest. Biopelliculae quae in superficiebus metallicis formantur condiciones electrochemicas alterant, ita processum corrosionis afficientes. Late creditur corrosionem MIC a biopelliculis causari. Microorganismi electrogenici metalla corrodunt ut energiam sustentatricem ad supervivendum obtineant. Studia MIC recentiora demonstraverunt EET (translationem electronicam extracellularem) esse factorem limitantem celeritatis in MIC a microorganismis electrogenicis inducta. Zhang et al. 18 demonstraverunt mediatores electronicos translationem electronicam inter cellulas Desulfovibrio sessificans et chalybem inoxidabilem 304 accelerare, quod ad impetum MIC graviorem ducit. Enning et al. 19 et Venzlaff et al. 20 demonstraverunt biopelliculas bacteriorum sulfato-reducentium (SRB) corrosivorum electrones directe a substratis metallicis absorbere posse, quod ad corrosionem foveolarem severam ducit.
DSS notum est obnoxium esse MIC in ambitu continenti SRB, bacteria ferrum reducentia (IRB), etc.21. Hae bacteriae foveas locales in superficiebus DSS sub biopelliculis efficiunt22,23. Dissimile DSS, MIC HDSS24 parum notum est.
*Pseudomonas aeruginosa* est bacterium mobile gram-negativum, formam baculi, quod late in natura distributum est25. *Pseudomonas aeruginosa* etiam est grex microbialis maior in ambitu marino, causans MIC (microbialem contaminationem) in chalybem. *Pseudomonas* arcte implicatur in processibus corrosionis et agnoscitur ut colonizator primarius durante formatione biopelliculae. *Mahat et al.*28 et *Yuan et al.*29 demonstraverunt *Pseudomonas aeruginosa* inclinationem habere ad augendam ratem corrosionis chalybis mollis et mixturarum metallorum in ambitu aquoso.
Propositum principale huius operis erat investigare proprietates MIC (concentrationis minimae concentrationis) polystyreni oxydati (MIC) 2707 HDSS (contaminationis minimae concentrationis), quas bacteria marina aerobica *Pseudomonas aeruginosa* causant, methodis electrochemicis, technicis analyticis superficialibus, et analysi productorum corrosionis. Studia electrochemica, inter quae sunt Potentia Circuitus Aperti (OCP), Resistentia Polarizationis Linearis (LPR), Spectroscopia Impedentiae Electrochemicae (EIS), et Polarizatio Dynamica Potentialis, peracta sunt ad studium MIC polystyreni oxydati 2707. Analysis spectrometris dispersionis energiae (EDS) peracta est ad elementa chemica in superficie corrosa invenienda. Praeterea, analysis spectroscopiae photoelectronicae radiorum X (XPS) adhibita est ad stabilitatem passivationis pelliculae oxidi sub influxu ambitus marini *Pseudomonas aeruginosa* continentis determinandam. Profunditas foveae sub microscopio laserico confocali (CLSM) mensurata est.
Tabula 1 compositionem chemicam ferri metallici 2707 HDSS enumerat. Tabula 2 ostendit ferrum 2707 HDSS proprietates mechanicas excellentes habere cum limite elasticitatis 650 MPa. Figura 1 microstructuram opticam ferri metallici 2707 HDSS tractati in solutione ostendit. Fasciae elongatae phasium austenitarum et ferritarum sine phasibus secundariis videri possunt in microstructura continente circiter 50% phasium austenitarum et 50% ferritarum.
Figura 2a ostendit potentiam circuitus aperti (Eocp) contra tempus expositionis pro 2707 HDSS in medio abiotico 2216E et liquore P. aeruginosa per 14 dies ad 37°C. Demonstratur maximam et significantem mutationem in Eocp intra primas 24 horas occurrere. Valores Eocp in utroque casu ad -145 mV (contra SCE) circa 16 horas culmen attigerunt, deinde acriter deciderunt, attingentes -477 mV (contra SCE) et -236 mV (contra SCE) pro exemplo abiotico et P, respective. Tesserae *Pseudomonas aeruginosa*, respective. Post horas 24, valor Eocp 2707 HDSS pro *P. aeruginosa* relative stabilis erat ad -228 mV (contra SCE), dum valor correspondens pro exemplaribus non biologicis erat circiter -442 mV (contra SCE). Eocp in praesentia *P. aeruginosa* satis humilis erat.
Examen electrochemicum 2707 speciminum HDSS in medio abiotico et liquore Pseudomonas aeruginosa ad 37°C:
(a) Eocp pro tempore expositionis, (b) curvae polarizationis die 14, (c) Rp pro tempore expositionis et (d) icorr pro tempore expositionis.
Tabula III valores parametrorum corrosionis electrochemicae 2707 exemplorum HDSS medio abiotico et medio *Pseudomonas aeruginosa* inoculato per 14 dies expositorum enumerat. Tangentes curvarum anodicarum et cathodicarum extrapolatae sunt ad intersectiones perveniendas, quae densitatem currentis corrosionis (icorr), potentialem corrosionis (Ecorr) et declivia Tafel (βα et βc) secundum methodos consuetas30,31 exhibent.
Ut in Figura 2b demonstratur, mutatio sursum curvae P. aeruginosae effecit augmentum Ecorr comparatum cum curva abiotica. Valor icorr, qui proportionalis est ratei corrosionis, ad 0.328 μA cm-2 in exemplo Pseudomonas aeruginosae crevit, quadruplo maior quam in exemplo non-biologico (0.087 μA cm-2).
Methodus LPR est methodus electrochemica classica non destructiva ad analysin rapidam corrosionis. Etiam adhibita est ad MIC32 studendum. Figura 2c resistentiam polarizationis (Rp) ostendit secundum tempus expositionis. Valor Rp altior significat minorem corrosionem. Intra primas 24 horas, Rp 2707 HDSS valorem maximum 1955 kΩ cm2 pro exemplaribus abioticis et 1429 kΩ cm2 pro exemplaribus Pseudomonas aeruginosa attigit. Figura 2c etiam ostendit valorem Rp post unum diem rapide decrevisse et deinde per proximos 13 dies relative immutatum mansisse. Valor Rp exempli Pseudomonas aeruginosa est circiter 40 kΩ cm2, quod multo inferius est quam valor 450 kΩ cm2 exempli non biologici.
Valor icorr proportionalis est uniformi corrosionis celeritati. Eius valor ex sequenti aequatione Stern-Geary calculari potest,
Secundum Zou et al. 33, valor typicus inclinationis Tafel B in hoc opere 26 mV/dec esse assumptus est. Figura 2d ostendit icorr exempli non-biologici 2707 relative stabilem mansisse, dum exempli P. aeruginosa post primas 24 horas magnopere fluctuasse. Valores icorr exemplorum P. aeruginosa ordine magnitudinis altiores erant quam exemplorum non-biologicorum. Haec inclinatio cum resultatibus resistentiae polarizationis congruit.
EIS est alia ars non destructiva adhibita ad reactiones electrochemicas in interfaciebus corrosis describendas. Spectra impedantiae et valores capacitatis computati speciminum mediis abioticis et solutioni Pseudomonas aeruginosae expositi, resistentia Rb pelliculae passivae/biopelliculae in superficie speciminis formatae, resistentia translationis oneris Rct, capacitas electrica duplicis strati Cdl (EDL) et parametri QCPE Elementi Phaseis Constantis (CPE). Hi parametri ulterius analysati sunt aptando data utens modello circuiti aequivalentis (EEC).
Figura 3 ostendit typicas diagrammata Nyquist (a et b) et diagrammata Bode (a' et b') exemplorum 2707 HDSS in medio abiotico et liquore P. aeruginosa pro diversis temporibus incubationis. Diameter anuli Nyquist decrescit in praesentia Pseudomonas aeruginosa. Diagramma Bode (Fig. 3b') ostendit augmentum magnitudinis impedantiae totalis. Informatio de constante temporis relaxationis potest praeberi per maxima phasium. Figura 4 ostendit structuras physicas fundatas in monostrato (a) et bistrato (b) et earum correspondentes EECs. CPE introducitur in exemplar EEC. Eius admittantia et impedantia sic exprimuntur:
Duo exempla physica et circuitus aequivalentes correspondentes ad spectrum impedantiae speciminis 2707 HDSS aptandum:
ubi Y₀ magnitudo CPE est, j numerus imaginarius vel (-1)1/2, ω frequentia angularis est, et n index potentiae CPE minor unitate est35. Inversum resistentiae translationis oneris (i.e. 1/Rct) celeritati corrosionis respondet. Rct minor celeriorem celeritatem corrosionis significat27. Post 14 dies incubationis, Rct exemplorum Pseudomonas aeruginosa 32 kΩ cm⁻¹ attigit, multo minus quam 489 kΩ cm⁻¹ exemplorum non-biologicorum (Tabula 4).
Imagines CLSM et imagines SEM in Figura 5 clare ostendunt tegumentum biopelliculae in superficie speciminis 2707 HDSS post dies 7 densum esse. Attamen, post dies 14, tegumentum biopelliculae rarum erat et aliquae cellulae mortuae apparuerunt. Tabula 5 crassitudinem biopelliculae in speciminibus 2707 HDSS post expositionem ad P. aeruginosa per dies 7 et 14 ostendit. Maxima crassitudo biopelliculae a 23.4 μm post dies 7 ad 18.9 μm post dies 14 mutata est. Media crassitudo biopelliculae etiam hanc inclinationem confirmavit. A 22.2 ± 0.7 μm post dies 7 ad 17.8 ± 1.0 μm post dies 14 decrevit.
(a) Imago CLSM tridimensionalis post dies 7, (b) imago CLSM tridimensionalis post dies 14, (c) imago SEM post dies 7 et (d) imago SEM post dies 14.
EDS elementa chemica in biopelliculis et productis corrosionis in exemplaribus P. aeruginosae per quattuordecim dies expositis revelavit. Figura sexta ostendit contentum C, N, O, et P in biopelliculis et productis corrosionis multo maius esse quam in metallis nudis, quia haec elementa cum biopelliculis eorumque metabolitis coniunguntur. Microbia tantum vestigia chromii et ferri requirunt. Altae quantitates Cr et Fe in biopellicula et productis corrosionis in superficie exemplarium indicant matricem metallicam elementa propter corrosionem amisisse.
Post dies quattuordecim, foveae cum et sine *P. aeruginosa* in medio 2216E observatae sunt. Ante incubationem, superficies speciminis levis et sine vitiis erat (Fig. 7a). Post incubationem et remotionem biopelliculae et productorum corrosionis, foveae profundissimae in superficie speciminum sub CLSM examinatae sunt, ut in Figura 7b et c demonstratur. Nullae foveae manifestae in superficie speciminum non-biologicorum (profunditas maxima foveae 0.02 μm) inventae sunt. Maxima profunditas foveae a *Pseudomonas aeruginosa* causata post dies septem 0.52 μm et post dies quattuordecim 0.69 μm erat, secundum mediam profunditatem maximam foveae trium speciminum (decem valores profunditatis maximae foveae pro quolibet specimine selecti sunt) quae ad 0.42 ± 0.12 μm et 0.52 ± 0.15 μm respective pervenit (Tabula 5). Hi valores profunditatis foveae parvi sed magni momenti sunt.
(a) Ante expositionem, (b) quattuordecim dies in medio abiotico et (c) quattuordecim dies in liquore *Pseudomonas aeruginosa*.
Figura VIII spectra XPS superficierum exemplorum diversarum ostendit, et compositiones chemicae pro singulis superficiebus analysatae in Tabula VI summatim exponuntur. In Tabula VI, proportiones atomicae Fe et Cr in praesentia P. aeruginosae (exempla A et B) multo inferiores erant quam illae exemplorum non-biologicorum moderantium (exempla C et D). Pro exemplo P. aeruginosae, curva spectralis Cr2p in nucleo quattuor componentibus apicis cum valoribus energiae ligationis (BE) 574.4, 576.6, 578.3 et 586.8 eV aptata est, quae Cr, Cr2O3, CrO3 et Cr(OH)3 respective attribui possunt (Fig. 9a et b). Pro exemplaribus non-biologicis, spectrum Cr2p in nucleo duos apices principales pro Cr (573.80 eV pro BE) et Cr2O3 (575.90 eV pro BE) in Fig. 9c et ... continet. d, respective. Differentia insignissima inter exempla abiotica et P. aeruginosa erat praesentia Cr6+ et maior fractio relativa Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) sub biopellicula.
Lata spectra XPS superficiei speciminis 2707 HDSS in duobus mediis sunt septem et quattuordecim dies respective.
(a) septem dies expositionis ad *P. aeruginosa*, (b) quattuordecim dies expositionis ad *P. aeruginosa*, (c) septem dies in medio abiotico et (d) quattuordecim dies in medio abiotico.
HDSS (altae densitatis carbonis) altos gradus resistentiae corrosionis in plerisque ambitus exhibet. Kim et al. (2) rettulerunt UNS S32707 HDSS definitum esse ut DSS valde mixtum cum PREN (Pren Rentatione) plus quam 45. Valor PREN speciminis 2707 HDSS in hoc opere erat 49. Hoc propter altum contentum chromii et altos gradus molybdeni et Ni est, quae utiles sunt in ambitus acidis et alto chloridi. Praeterea, compositio bene aequilibrata et microstructura sine vitiis utiles sunt ad stabilitatem structuralem et resistentiam corrosionis. Attamen, quamvis excellenti resistentia chemica, data experimentalia in hoc opere suggerunt 2707 HDSS non omnino immunem esse a MIC (Intensive Chemical Concentration - Microcon ...
Resultata electrochemica demonstraverunt ratem corrosionis 2707 HDSS in liquore P. aeruginosa significanter auctam esse post dies 14 comparatam cum medio non biologico. In Figura 2a, reductio Eocp observata est in medio abiotico et liquore P. aeruginosa per primas 24 horas. Postea, biofilm superficiem speciminis complete texit et Eocp relative stabilis fit36. Attamen, gradus Eocp biologici multo altior erat quam Eocp non biologici. Est causa credendi hanc differentiam deberi formationi biofilm P. aeruginosa. In Figura 2d, in praesentia P. aeruginosa, valor icorr 2707 HDSS 0.627 μA cm-2 attigit, quod ordo magnitudinis altior erat quam is moderatoris abiotici (0.063 μA cm-2), quod congruens erat cum valore Rct mensurato per EIS. Per primos dies, valores impedantiae in liquore P. aeruginosa... Auctum est propter adhaesionem cellularum *P. aeruginosa* et formationem biopellicularum. Cum autem biopellicula superficiem speciminis omnino tegit, impedantia decrescit. Stratum protectivum primum oppugnatur propter formationem biopellicularum et metabolitorum biopellicularum. Ergo, resistentia corrosionis tempore decrevit, et adhaesio *P. aeruginosa* corrosionem localizatam effecit. Tendentiones in mediis abioticis diversae erant. Resistentia corrosionis moderationis non-biologicae multo altior erat quam valor correspondens exemplorum liquore *P. aeruginosa* expositorum. Praeterea, pro exemplis abioticis, valor Rct 2707 HDSS 489 kΩ cm2 die 14 attigit, quod quindecim vicibus maius erat quam valor Rct (32 kΩ cm2) in praesentia *P. aeruginosa*. Ergo, 2707 HDSS excellentem resistentiam corrosionis in ambiente sterili habet, sed non resistit impetui MIC a biopelliculis *P. aeruginosa*.
Haec eventa etiam ex curvis polarizationis in Figura 2b observari possunt. Ramificatio anodica formationi biopelliculae Pseudomonas aeruginosa et reactionibus oxidationis metallorum attributa est. Simul reactio cathodica est reductio oxygenii. Praesentia P. aeruginosa densitatem currentis corrosionis magnopere auxit, fere ordine magnitudinis altius quam moderatio abiotica. Hoc indicat biopelliculam P. aeruginosa corrosionem localizatam 2707 HDSS augere. Yuan et al.29 invenerunt densitatem currentis corrosionis mixturae Cu-Ni 70/30 augeri sub provocatione biopelliculae P. aeruginosa. Hoc fortasse debetur biocatalysi reductionis oxygenii a biopelliculis Pseudomonas aeruginosa. Haec observatio etiam MIC 2707 HDSS in hoc opere explicare potest. Biopelliculae aerobicae etiam minus oxygenii sub se habere possunt. Ergo, defectus re-passivationis superficiei metallicae per oxygenium factor contribuens ad MIC in hoc opere esse potest.
Dickinson et al. 38 suggesserunt celeritates reactionum chemicarum et electrochemicarum directe affici posse ab actione metabolica bacteriorum sessilium in superficie speciminis et natura productorum corrosionis. Ut in Figura 5 et Tabula 5 demonstratur, et numerus cellularum et crassitudo biopelliculae post dies 14 decreverunt. Hoc rationabiliter explicari potest post dies 14, plerasque cellulas sessiles in superficie 2707 HDSS mortuas esse propter depletionem nutrimentorum in medio 2216E vel emissionem ionum metallicorum toxicorum ex matrice 2707 HDSS. Haec est limitatio experimentorum in serie.
In hoc opere, biofilm P. aeruginosa depletionem localem Cr et Fe sub biofilm in superficie 2707 HDSS promovit (Fig. 6). In Tabula 6, reductio Fe et Cr in exemplo D comparata cum exemplo C ostenditur, indicando Fe et Cr dissolutos a biofilm P. aeruginosa causatos ultra primos 7 dies perstitisse. Medium 2216E ad simulanda ambitus marinos adhibetur. Continet 17700 ppm Cl-, quod comparabile est ei quod in aqua marina naturali invenitur. Praesentia 17700 ppm Cl- causa principalis reductionis Cr in exemplis abioticis 7 et 14 dierum per XPS analysatis erat. Comparata cum exemplis P. aeruginosa, dissolutio Cr in exemplis abioticis multo minor erat propter fortem resistentiam Cl− 2707 HDSS in ambitus abioticis. Figura 9 praesentiam Cr6+ in pellicula passivationis ostendit. Fortasse implicatum est in remotione Cr ex... superficies ferreas per biopelliculas P. aeruginosa, ut a Chen et Clayton suggesserunt.
Ob incrementum bacteriale, valores pH medii ante et post culturam erant 7.4 et 8.2 respective. Ergo, sub biopellicula P. aeruginosae, corrosio acidi organici verisimiliter non erit factor contribuens huic operi propter pH relative altum in medio principali. pH medii non biologici moderandi non significanter mutatum est (ab initiali 7.4 ad finalem 7.5) per tempus probationis 14 dierum. Incrementum pH in medio inoculationis post incubationem debitum erat activitati metabolicae P. aeruginosae et inventum est eundem effectum in pH habere absentibus taeniis probationis.
Ut in Figura 7 demonstratur, maxima profunditas foveae a biopellicula P. aeruginosae effecta 0.69 μm erat, quae multo maior erat quam ea medii abiotici (0.02 μm). Hoc congruit cum datis electrochemicis supra descriptis. Profunditas foveae 0.69 μm plus quam decies minor est quam valor 9.5 μm relatus pro 2205 DSS sub iisdem condicionibus. Haec data demonstrant 2707 HDSS meliorem resistentiam MIC exhibere comparatum 2205 DSS. Hoc non mirum esse debet, cum 2707 HDSS maiorem contentum chromii habeat, passivationem diuturniorem praebens, propter structuram phasis aequilibratam sine praecipitationibus secundariis noxiis, quae difficilius reddunt depassivationem P. aeruginosae et eclipsem punctorum initialium.
In conclusione, foveae MIC (incisiones microchimicae magneticae) in superficie 2707 HDSS in liquore *P. aeruginosa* inventae sunt, comparatae cum foveis neglegibilibus in mediis abioticis. Hoc opus demonstrat 2707 HDSS meliorem resistentiam MIC habere quam 2205 DSS, sed non plene immunes esse MIC propter biofilm *P. aeruginosa*. Haec inventa adiuvant in delectu chalybum inoxidabilium idoneorum et in aestimanda vita utili pro ambitu marino.
Schedula pro 2707 HDSS a Schola Metallurgiae Universitatis Boreorientalis (NEU) Shenyang in Sinis praebetur. Compositio elementorum 2707 HDSS in Tabula 1 ostenditur, quae a Departamento Analyseos et Probationum Materiarum NEU analysata est. Omnia exempla in solutione ad 1180°C per horam unam tractata sunt. Ante probationem corrosionis, 2707 HDSS nummiformis cum area superficiali superiori exposita 1 cm2 ad grana 2000 charta carburi silicii polita est et ulterius suspensione pulveris Al2O3 0.05 μm polita. Latera et imum colore inerti proteguntur. Post exsiccationem, exempla aqua sterili deionizata abluta et cum ethanolo 75% (v/v) per dimidiam horam sterilizata sunt. Deinde sub luce ultraviolacea (UV) per dimidiam horam ante usum aere exsiccata sunt.
Stirps *Pseudomonas aeruginosa* marina MCCC 1A00099 empta est a Centro Collectionis Culturae Marinae Xiamen (MCCC), Sinis. *Pseudomonas aeruginosa* aerobice ad 37°C in ampullis 250 ml et cellulis vitreis electrochemicis 500 ml culta est, medio liquido Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Sinis) utens. Medium (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 NH3, 0.016 NH3, 0.016 NaH2PO4. Peptonum 5.0, extractum fermenti 1.0 et citratum ferri 0.1. Ante inoculationem, in autoclave ad 121°C per 20 minuta coquite. Cellulas sessilis et planctonicas haemocytometro sub microscopio lucido ad magnificationem 400X numerate. Initialis concentratio cellularum Pseudomonas aeruginosa planctonicae statim post inoculationem circiter 10⁶ cellulae/ml erat.
Experimenta electrochemica in cellula vitrea classica trium electrodorum cum volumine medio 500 ml peracta sunt. Lamina platini et electrodus calomelanus saturatus (SCE) per capillaria Luggin pontibus salinis repleta, quae respective ut electroda contraria et referentiali funguntur, cum reactore connexa sunt. Ad electrodos operantes faciendos, filum cupreum gummi obductum singulis speciminibus adnexum et resina epoxy tectum est, relinquens circiter 1 cm2 superficiei unilateralis expositae pro electrodo operante. Per mensurationes electrochemicas, exempla in medio 2216E posita sunt et ad temperaturam incubationis constantem (37°C) in balneo aquae conservata sunt. Data OCP, LPR, EIS et polarizationis dynamicae potentialis mensurata sunt utens potentiostato Autolab (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA). Experimenta LPR cum celeritate scansionis 0.125 mV s-1 per intervallum -5 et 5 mV cum Eocp et frequentia sampling 1 Hz notata sunt. EIS cum unda sinusoidali in intervallo frequentiae peractum est. 0.01 ad 10,000 Hz utens tensione 5 mV applicata ad statum stabilem Eocp. Ante explorationem potentialis, electroda in modo circuitus aperti erant donec valor stabilis potentialis corrosionis liberae attingebatur. Curvae polarizationis deinde a -0.2 ad 1.5 V contra Eocp cum celeritate explorationis 0.166 mV/s currebantur. Quaeque probatio ter repetita est cum et sine P. aeruginosa.
Exempla ad analysin metallographicam destinata charta SiC humida granorum 2000 mechanice polita sunt, deinde suspensione pulveris Al₂O₃ 0.05 μm ad observationem opticam ulterius polita. Analysis metallographica microscopio optico peracta est. Exempla solutione hydroxidi kalii 43, 10% ponderis, corrodita sunt.
Post incubationem, exempla ter cum solutione salina phosphato-bufferata (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) lavata sunt, deinde cum glutaraldehydo 2.5% (v/v) per decem horas fixa ad biofilms fixandos. Deinde serie gradata (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% et 100% v/v) ethanoli dehydrata sunt ante siccationem aere. Denique superficies exempli pellicula aurea per pulverizationem aspergitur ad conductivitatem observationis SEM praebendam. Imagines SEM in maculis cum cellulis P. aeruginosa sessilibus in superficie cuiusque exempli intentae sunt. Analysis EDS peragenda est ad elementa chemica invenienda. Microscopium lasericum confocale Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germania) adhibitum est ad profunditatem foveae metiendam. Ad foveas corrosionis sub biofilm observandas, exemplar primum secundum Regulas Nationales Sinenses purgatum est. Norma (CNS) GB/T4334.4-2000 ad removenda producta corrosionis et biopelliculam in superficie exemplaris probati.
Analysis spectroscopiae photoelectronicae radiorum X (XPS, systema analysis superficiei ESCALAB250, Thermo VG, USA) peracta est utens fonte radiorum X monochromatico (linea aluminii Kα cum energia 1500 eV et potentia 150 W) per latum ambitum energiae ligationis 0 sub condicionibus normalibus –1350 eV. Spectra altae resolutionis capta sunt utens energia transitus 50 eV et magnitudine graduum 0.2 eV.
Exempla incubata remota et leniter cum PBS (pH 7.4 ± 0.2) per 15 s et 45 sec abluta sunt. Ad vitalitatem bacterialem biopellicularum in exemplaribus observandam, biopelliculae tinctae sunt utens LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA). Instrumentum duos tinctores fluorescentes habet, tinctorem viridem fluorescentem SYTO-9 et tinctorem rubrum fluorescentem propidii iodidi (PI). Sub CLSM, puncta cum viridi et rubro fluorescentibus cellulas vivas et mortuas respective repraesentant. Ad tinctionem, mixtura 1 ml continens 3 μl solutionis SYTO-9 et 3 μl PI per 20 minuta ad temperaturam ambientem (23°C) in tenebris incubata est. Postea, exempla tincta duabus longitudinibus undarum (488 nm pro cellulis vivis et 559 nm pro cellulis mortuis) utens machina Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Iaponia) observata sunt. Crassitudo biopelliculae in modo 3-D scanning mensurata est.
Quomodo hunc articulum citare: Li, H. et al. Corrosio microbica chalybis inoxidabilis superduplex 2707 a Pseudomona aeruginosa marina. biofilm.science.Rep. 6, 20190; doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Fissurae corrosionis sub tensione chalybis inoxidabilis duplex LDX 2101 in solutione chloridi in praesentia thiosulfatis. coros.science.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS et Park, YS. Effectus curationis caloris solutionis et nitrogenii in gasio protectore in resistentiam corrosionis foveolaris suturarum chalybis inoxidabilis superduplex. coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Studium Chemicum Comparativum Corrosionis Punctatae Microbialis et Electrochemicaliter Inductae in Chalybe Inoxidabili 316L. coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG et Xiao, K. De ratione electrochemica chalybis inoxidabilis duplex 2205 in solutionibus alcalinis diversi pH in praesentia chloridi. Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS et Ray, RI. Effectus biopellicularum marinarum in corrosionem: recensio brevis. Electrochim. Journal. 54, 2-7 (2008).