Misaotra anao nitsidika ny Nature.com. Voafetra ny fanohanana CSS amin'ny dikan-tranonkala ampiasainao. Ho an'ny traikefa tsara indrindra, manoro hevitra anao izahay hampiasa navigateur nohavaozina (na hanafoana ny Compatibility Mode ao amin'ny Internet Explorer). Mandritra izany fotoana izany, mba hahazoana antoka fa mitohy ny fanohanana, dia hampiseho ny tranonkala tsy misy styles sy JavaScript izahay.
Olana goavana amin'ny indostria maro ny harafesina mikraoba (MIC), satria mety hiteraka fatiantoka ara-toekarena goavana izany. Ny vy tsy misy fangarony super duplex 2707 (2707 HDSS) dia ampiasaina amin'ny tontolo an-dranomasina noho ny fanoherany simika tsara dia tsara. Na izany aza, ny fanoherany ny MIC dia tsy mbola voaporofo tamin'ny alalan'ny fanandramana. Ity fandalinana ity dia nandinika ny fihetsiky ny MIC 2707 HDSS vokatry ny bakteria aerobika an-dranomasina Pseudomonas aeruginosa. Ny fanadihadiana elektrokimia dia naneho fa rehefa misy biofilm Pseudomonas aeruginosa ao amin'ny medium 2216E, dia misy fiovana tsara eo amin'ny mety hisian'ny harafesina ary mitombo ny hakitroky ny courant harafesina. Ny fanadihadiana ny spectroscopy photoelectron X-ray (XPS) dia naneho fihenan'ny votoatin'ny Cr eo amin'ny velaran'ny santionany eo ambanin'ny biofilm. Ny fanadihadiana hita maso ny lavaka dia naneho fa ny biofilm P. aeruginosa dia namoaka halaliny lavaka ambony indrindra 0.69 µm nandritra ny 14 andro niorenana. Na dia kely aza izany, dia midika izany fa ny 2707 HDSS dia tsy vita fanefitra tanteraka amin'ny MIC an'ny biofilms P. aeruginosa.
Ampiasaina betsaka amin'ny indostria isan-karazany ny vy tsy misy harafesina duplex (DSS) noho ny fitambaran'ny toetra mekanika tsara dia tsara sy ny fanoherana ny harafesina1,2. Na izany aza, mbola misy lavaka eo an-toerana ary misy fiantraikany amin'ny fahamarinan'ity vy ity3,4. Tsy mahatohitra ny harafesina mikraoba (MIC) ny DSS5,6. Na dia eo aza ny karazana fampiharana maro samihafa ho an'ny DSS, dia mbola misy tontolo iainana izay tsy ampy ny fanoherana ny harafesin'ny DSS amin'ny fampiasana maharitra. Midika izany fa ilaina ny fitaovana lafo vidy kokoa izay manana fanoherana ny harafesina ambony kokoa. Hitan'i Jeon et al7 fa na dia ny vy tsy misy harafesina super duplex (SDSS) aza dia manana fetrany amin'ny lafiny fanoherana ny harafesina. Noho izany, amin'ny tranga sasany, ilaina ny vy tsy misy harafesina super duplex (HDSS) izay manana fanoherana ny harafesina ambony kokoa. Izany dia nitarika ny fivoaran'ny HDSS misy firaka be dia be.
Miankina amin'ny tahan'ny dingana alpha sy gamma ny fanoherana ny harafesina. Miankina amin'ny tahan'ny dingana alpha sy gamma ny DSS ary mihena ao amin'ny faritra Cr, Mo ary W 8, 9, 10 mifanila amin'ny dingana faharoa. Ahitana Cr, Mo ary N11 betsaka ny HDSS, noho izany dia manana fanoherana harafesina tsara dia tsara izy ary sanda avo (45-50) amin'ny isa fanoherana lavaka mitovy (PREN) voafaritry ny wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt. .%W) + 16% wt. N12. Ny fanoherana harafesina tsara dia miankina amin'ny firafitra voalanjalanja misy dingana ferritic (α) eo amin'ny 50% sy austenitic (γ) eo amin'ny 50%. Manana toetra mekanika tsara kokoa ny HDSS ary manana fanoherana ambony kokoa amin'ny harafesina klôro. Ny fanoherana harafesina nohatsaraina dia manitatra ny fampiasana HDSS amin'ny tontolo klôro mahery vaika kokoa toy ny tontolo an-dranomasina.
Olana lehibe amin'ny indostria maro ny MIC toy ny indostrian'ny solika sy entona ary rano14. Ny MIC dia mitentina 20% amin'ny fahasimbana rehetra ateraky ny harafesina15. Ny MIC dia harafesina bioelectrochemical izay azo jerena amin'ny tontolo iainana maro. Ny biofilms izay miforona amin'ny velaran'ny metaly dia manova ny toe-javatra elektrokimia, ka misy fiantraikany amin'ny fizotran'ny harafesina. Maro no mino fa ny harafesina MIC dia vokatry ny biofilms. Ny zavamananaina bitika elektrogenika dia mihinana ny metaly mba hahazoana ny angovo ilainy mba ho velona17. Ny fanadihadiana MIC vao haingana dia naneho fa ny EET (famindrana elektrôna ivelan'ny sela) no anton-javatra mametra ny tahan'ny MIC vokatry ny zavamananaina bitika elektrogenika. Zhang et al. 18 dia naneho fa ny mpanelanelana elektrôna dia manafaingana ny famindrana elektrôna eo amin'ny sela Desulfovibrio sessificans sy ny vy tsy misy harafesina 304, ka miteraka fanafihana MIC mafy kokoa. Anning et al. 19 sy Wenzlaff et al. 20 dia naneho fa ny biofilms amin'ny bakteria mampihena sulfate manimba (SRBs) dia afaka mandray mivantana ny elektrôna avy amin'ny substrates metaly, ka miteraka lavaka mafy.
Fantatra fa mora voan'ny MIC ny DSS ao anaty tontolo misy SRB, bakteria mampihena vy (IRB), sns. 21. Ireo bakteria ireo dia miteraka lavaka eo amin'ny velaran'ny DSS eo ambanin'ny biofilms22,23. Tsy toy ny DSS, ny HDSS24 MIC dia tsy dia fantatra loatra.
Ny Pseudomonas aeruginosa dia bakteria Gram-negatif, mihetsika, miendrika tsorakazo izay miely patrana eny amin'ny natiora25. Ny Pseudomonas aeruginosa koa dia vondrona mikraoba lehibe ao amin'ny tontolo iainana an-dranomasina, izay miteraka fifantohana MIC avo lenta. Ny Pseudomonas dia mandray anjara mavitrika amin'ny fizotran'ny harafesina ary fantatra fa mpisava lalana amin'ny fananganana biofilm. Mahat et al. 28 sy Yuan et al. 29 dia naneho fa ny Pseudomonas aeruginosa dia mirona hampitombo ny tahan'ny harafesina amin'ny vy malefaka sy ny firaka ao amin'ny tontolo iainana an-drano.
Ny tanjona lehibe amin'ity asa ity dia ny handinika ny toetran'ny MIC 2707 HDSS vokatry ny bakteria aerobika an-dranomasina Pseudomonas aeruginosa amin'ny alàlan'ny fomba elektrokimia, fomba famakafakana ny velarana ary famakafakana ny vokatra harafesina. Natao ny fanadihadiana elektrokimia, anisan'izany ny mety ho fizaran-tany misokatra (OCP), ny fanoherana ny polarisation linear (LPR), ny spectroscopy impedance electrochemical (EIS), ary ny polarization dinamika mety ho azo, mba handinihana ny fihetsiky ny MIC 2707 HDSS. Natao ny famakafakana spectrometric dispersive angovo (EDS) mba hamantarana ireo singa simika amin'ny velarana harafesina. Ankoatra izany, nampiasaina ny spectroscopy photoelectron X-ray (XPS) mba hamaritana ny fahamarinan'ny passivation sarimihetsika oksida eo ambany fitaoman'ny tontolo an-dranomasina misy Pseudomonas aeruginosa. Norefesina tamin'ny alalan'ny mikroskopia scanning laser confocal (CLSM) ny halalin'ny lavaka.
Ny Tabilao 1 dia mampiseho ny firafitry ny simika ao amin'ny 2707 HDSS. Ny Tabilao 2 dia mampiseho fa ny 2707 HDSS dia manana toetra mekanika tena tsara miaraka amin'ny tanjaky ny vokatra 650 MPa. Ao amin'ny sary 1 dia mampiseho ny rafitra optika an'ny vahaolana 2707 HDSS izay notsaboina tamin'ny hafanana. Ao amin'ny rafitra misy dingana austenite 50% sy ferrite 50% eo ho eo, dia hita ireo fehikibo lava amin'ny dingana austenite sy ferrite tsy misy dingana faharoa.
Ao amin'ny sary 2a dia mampiseho ny mety ho fiantraikan'ny herinaratra misokatra (Eocp) raha oharina amin'ny fotoana isehoan'ny taratra ho an'ny HDSS 2707 ao anaty tontolo abiotika 2216E sy ny ron-kena P. aeruginosa mandritra ny 14 andro amin'ny 37°C. Asehony fa ny fiovana lehibe indrindra sy manan-danja indrindra amin'ny Eocp dia mitranga ao anatin'ny 24 ora voalohany. Ny sandan'ny Eocp amin'ireo tranga roa ireo dia nahatratra ny fara tampony tamin'ny -145 mV (raha ampitahaina amin'ny SCE) tokony ho 16 ora ary avy eo dia nidina tampoka, nahatratra -477 mV (raha ampitahaina amin'ny SCE) sy -236 mV (raha ampitahaina amin'ny SCE) ho an'ny santionany abiotika. ary ny sandan'ny Pseudomonas aeruginosa (P Pseudomonas aeruginosa coupons). Rehefa afaka 24 ora, ny sandan'ny Eocp 2707 HDSS ho an'ny P. aeruginosa dia somary marin-toerana amin'ny -228 mV (raha ampitahaina amin'ny SCE), raha toa kosa ny sanda mifanaraka amin'izany ho an'ny santionany tsy biolojika dia eo amin'ny -442 mV eo ho eo (raha ampitahaina amin'ny SCE). Ambany dia ambany ny Eocp teo anatrehan'ny P. aeruginosa.
Fandinihana elektrokimia ny santionan'ny HDSS 2707 tao anaty tontolo abiotika sy ny ron-kena Pseudomonas aeruginosa tamin'ny 37 °C:
(a) Eocp mifandraika amin'ny fotoana isehoan'ny hazavana, (b) fiolahana polarisation amin'ny andro faha-14, (c) Rp mifandraika amin'ny fotoana isehoan'ny hazavana, ary (d) icorr mifandraika amin'ny fotoana isehoan'ny hazavana.
Ny Tabilao 3 dia mampiseho ny masontsivana elektrokimia momba ny harafesina amin'ny santionany HDSS 2707 izay nampiharina tamin'ny media abiotika sy Pseudomonas aeruginosa nandritra ny 14 andro. Ny tangent an'ny fiolahana anode sy cathode dia nohadihadiana mba hahazoana ny fihaonan'ny current corrosion (icorr), ny corrosion potential (Ecorr) ary ny Tafel slope (βα sy βc) araka ny fomba mahazatra 30,31.
Araka ny aseho amin'ny sary 2b, ny fiakaran'ny fiolahana P. aeruginosa dia niafara tamin'ny fitomboan'ny Ecorr raha oharina amin'ny fiolahana abiotika. Ny sandan'ny icorr, izay mifanandrify amin'ny tahan'ny harafesina, dia nitombo ho 0.328 µA cm-2 tao amin'ny santionan'ny Pseudomonas aeruginosa, izay avo efatra heny noho ny tao amin'ny santionany tsy biolojika (0.087 µA cm-2).
Fomba elektrokimika tsy manimba mahazatra ny LPR ho an'ny famakafakana haingana ny harafesina. Nampiasaina handinihana ny MIC32 ihany koa izy io. Ao amin'ny sary 2c dia mampiseho ny fanoherana ny polarisation (Rp) mifandraika amin'ny fotoana isehoan'ny taratra. Ny sandan'ny Rp ambony kokoa dia midika fa mihena ny harafesina. Tao anatin'ny 24 ora voalohany, ny Rp 2707 HDSS dia nahatratra ny fara tampony tamin'ny 1955 kΩ cm2 ho an'ny santionany abiotika ary 1429 kΩ cm2 ho an'ny santionany Pseudomonas aeruginosa. Ny sary 2c koa dia mampiseho fa nihena haingana ny sandan'ny Rp rehefa afaka iray andro ary avy eo dia nijanona tsy niova nandritra ny 13 andro manaraka. Ny sandan'ny Rp an'ny santionany Pseudomonas aeruginosa dia eo amin'ny 40 kΩ cm2 eo ho eo, izay ambany lavitra noho ny sandan'ny 450 kΩ cm2 an'ny santionany tsy biolojika.
Mifandanja amin'ny tahan'ny harafesina mitovy ny sandan'ny icorr. Azo kajiana amin'ny alalan'ny fampitoviana Stern-Giri manaraka ny sandany:
Araka ny voalazan'i Zoe et al. 33, ny sandan'ny Tafel slope B mahazatra amin'ity asa ity dia noheverina ho 26 mV/dec. Ny Sary 2d dia mampiseho fa ny icorr an'ny santionany tsy biolojika 2707 dia nijanona ho marin-toerana, raha toa kosa ka niovaova be ny santionany P. aeruginosa taorian'ny 24 ora voalohany. Ny sandan'ny icorr an'ny santionany P. aeruginosa dia ambony lavitra noho ny an'ny fanaraha-maso tsy biolojika. Mifanaraka amin'ny valin'ny fanoherana ny polarization io fironana io.
Fomba tsy manimba iray hafa ampiasaina hanavahana ny fihetsiky ny elektrokimika amin'ny velarana harafesina ny EIS. Ny spektra impedance sy ny sandan'ny capacitance voakajy amin'ny santionany tratran'ny tontolo abiotika sy ny vahaolana Pseudomonas aeruginosa, ny fanoherana ny sarimihetsika passive/biofilm Rb niforona teo amin'ny velaran'ny santionany, ny fanoherana ny famindrana fiampangana Rct, ny capacitance elektrika roa sosona Cdl (EDL) ary ny masontsivana singa dingana QCPE tsy miovaova (CPE). Ireo masontsivana ireo dia nohadihadiana bebe kokoa tamin'ny alàlan'ny fampifanarahana ny angona tamin'ny fampiasana modely circuit mitovy (EEC).
Ao amin'ny sary 3 dia mampiseho ny tetika Nyquist mahazatra (a sy b) ary ny tetika Bode (a' sy b') ho an'ny santionany HDSS 2707 ao anaty tontolo abiotika sy ny ron-kena P. aeruginosa ho an'ny fotoana fikorianana samihafa. Mihena ny savaivon'ny peratra Nyquist rehefa misy Pseudomonas aeruginosa. Ny tetika Bode (Sary 3b') dia mampiseho ny fitomboan'ny fanoherana tanteraka. Azo alaina avy amin'ny dingana ambony indrindra ny fampahalalana momba ny tsy miovaovan'ny fotoana fialan-tsasatra. Ao amin'ny sary 4 dia mampiseho ny rafitra ara-batana mifototra amin'ny sosona tokana (a) sy sosona roa (b) ary ny EEC mifandraika amin'izany. Ampidirina ao amin'ny modely EEC ny CPE. Ny fidirana sy ny fanoherana azy dia aseho toy izao manaraka izao:
Modely ara-batana roa sy fizaran-tany mitovy amin'izany ho an'ny fampifanarahana ny spektrum impedance an'ny santionany 2707 HDSS:
izay Y0 ny sandan'ny KPI, j ny isa foronina na (-1)1/2, ω ny fatran'ny zoro, n ny tondro herin'ny KPI latsaky ny iray35. Ny fiovan'ny fanoherana ny famindrana fiampangana (ohatra 1/Rct) dia mifanandrify amin'ny tahan'ny harafesina. Arakaraka ny maha kely ny Rct no maha avo ny tahan'ny harafesina27. Rehefa afaka 14 andro niompiana, ny Rct an'ny santionan'ny Pseudomonas aeruginosa dia nahatratra 32 kΩ cm2, izay latsaky ny 489 kΩ cm2 an'ny santionany tsy biolojika (Tabilao 4).
Ny sary CLSM sy ny sary SEM ao amin'ny Sary 5 dia mampiseho mazava tsara fa matevina ny sosona biofilm eo amin'ny velaran'ny santionany HDSS 2707 rehefa afaka 7 andro. Na izany aza, rehefa afaka 14 andro, dia tsy dia rakotra tsara ny biofilm ary nisy sela maty nipoitra. Ny Tabilao 5 dia mampiseho ny hatevin'ny biofilm amin'ny santionany HDSS 2707 taorian'ny nidirana tamin'ny P. aeruginosa nandritra ny 7 sy 14 andro. Niova avy amin'ny 23.4 µm ny hatevin'ny biofilm ambony indrindra rehefa afaka 7 andro ho 18.9 µm rehefa afaka 14 andro. Ny hatevin'ny biofilm antonony dia nanamafy io fironana io ihany koa. Nihena avy amin'ny 22.2 ± 0.7 μm rehefa afaka 7 andro ho 17.8 ± 1.0 μm rehefa afaka 14 andro izany.
(a) Sary CLSM 3-D amin'ny 7 andro, (b) Sary CLSM 3-D amin'ny 14 andro, (c) Sary SEM amin'ny 7 andro, ary (d) Sary SEM amin'ny 14 andro.
Nasehon'ny EMF ireo singa simika ao amin'ny biofilm sy vokatra harafesina tamin'ireo santionany niharan'ny P. aeruginosa nandritra ny 14 andro. Ao amin'ny sary 6 dia aseho fa ny votoatin'ny C, N, O, ary P ao amin'ny biofilm sy vokatra harafesina dia avo kokoa noho ny ao amin'ny metaly madio, satria ireo singa ireo dia mifandray amin'ny biofilm sy ny metabolites-ny. Ny mikraoba dia mila chromium sy vy kely dia kely fotsiny. Ny haavon'ny Cr sy Fe avo lenta ao amin'ny biofilm sy ny vokatra harafesina eo amin'ny velaran'ny santionany dia manondro fa very singa ny matrix metaly noho ny harafesina.
Rehefa afaka 14 andro, dia nojerena tao anaty medium 2216E ireo lavaka misy sy tsy misy P. aeruginosa. Talohan'ny fampidirana azy ireo, dia malama sy tsy nisy lesoka ny velaran'ny santionany (Sary 7a). Taorian'ny fampidirana azy ireo sy ny fanesorana ny biofilm sy ny vokatra harafesina, dia nojerena tamin'ny alalan'ny CLSM ireo lavaka lalina indrindra teo amin'ny velaran'ny santionany, araka ny aseho amin'ny Sary 7b sy c. Tsy nisy lavaka miharihary hita teo amin'ny velaran'ny fanaraha-maso tsy biolojika (halalin'ny lavaka ambony indrindra 0.02 µm). Ny halalin'ny lavaka ambony indrindra vokatry ny P. aeruginosa dia 0.52 µm tamin'ny 7 andro ary 0.69 µm tamin'ny 14 andro, mifototra amin'ny halalin'ny lavaka ambony indrindra avy amin'ny santionany 3 (halalin'ny lavaka ambony indrindra 10 no nofantenana ho an'ny santionany tsirairay). Nahatratra 0.42 ± 0.12 µm sy 0.52 ± 0.15 µm ny fahatratrarana izany (Tabilao 5). Kely nefa manan-danja ireo sanda halalin'ny lavaka ireo.
(a) alohan'ny hampiharina azy, (b) 14 andro ao anaty tontolo tsy misy fangarony, ary (c) 14 andro ao anaty ron-kena Pseudomonas aeruginosa.
Ao amin'ny sary. Ny Tabilao 8 dia mampiseho ny spektra XPS amin'ny velaran'ny santionany samihafa, ary ny firafitra simika nodinihina ho an'ny velarany tsirairay dia voafintina ao amin'ny Tabilao 6. Ao amin'ny Tabilao 6, ny isan-jaton'ny atôma amin'ny Fe sy Cr eo anatrehan'ny P. aeruginosa (santionany A sy B) dia ambany lavitra noho ny an'ny fanaraha-maso tsy biolojika (santionany C sy D). Ho an'ny santionany P. aeruginosa, ny fiolahana spektra eo amin'ny haavon'ny atin'ny Cr 2p dia mifanaraka amin'ny singa efatra misy angovo mifamatotra (BE) 574.4, 576.6, 578.3 ary 586.8 eV, izay azo lazaina fa avy amin'ny Cr, Cr2O3, CrO3. ary Cr(OH)3, tsirairay avy (Sary 9a sy b). Ho an'ny santionany tsy biolojika, ny spektrum amin'ny haavon'ny Cr 2p lehibe dia misy tendrony roa lehibe ho an'ny Cr (573.80 eV ho an'ny BE) sy Cr2O3 (575.90 eV ho an'ny BE) ao amin'ny Sary 9c sy d. Ny fahasamihafana miavaka indrindra eo amin'ny santionany abiotika sy ny santionan'ny P. aeruginosa dia ny fisian'ny Cr6+ sy ny ampahany betsaka kokoa amin'ny Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) eo ambanin'ny biofilm.
Ny spektrum XPS mivelatra amin'ny velaran'ny santionany 2707 HDSS amin'ny media roa dia 7 sy 14 andro tsirairay avy.
(a) Fiparitahan'ny P. aeruginosa nandritra ny 7 andro, (b) Fiparitahan'ny P. aeruginosa nandritra ny 14 andro, (c) 7 andro ao anaty tontolo tsy misy zavamananaina, ary (d) 14 andro ao anaty tontolo tsy misy zavamananaina.
Maneho fanoherana avo lenta amin'ny harafesina ny HDSS amin'ny ankamaroan'ny tontolo iainana. Nitatitra i Kim et al.2 fa ny HDSS UNS S32707 dia voafaritra ho DSS misy firaka be dia be miaraka amin'ny PREN mihoatra ny 45. Ny sandan'ny PREN an'ny santionany 2707 HDSS tamin'ity asa ity dia 49. Izany dia noho ny votoatin'ny chromium avo lenta sy ny votoatin'ny molybdenum sy nikela avo lenta, izay ilaina amin'ny tontolo iainana misy asidra, ary tontolo iainana misy votoatin'ny klôro avo lenta. Ankoatra izany, ny firafitra voalanjalanja tsara sy ny rafitra bitika tsy misy lesoka dia mahasoa amin'ny fahamarinan'ny rafitra sy ny fanoherana ny harafesina. Na izany aza, na dia eo aza ny fanoherana simika tsara dia tsara, ny angon-drakitra fanandramana amin'ity asa ity dia manondro fa ny 2707 HDSS dia tsy voaaro tanteraka amin'ny P. aeruginosa biofilm MICs.
Nasehon'ny valin'ny elektrokimia fa nitombo be ny tahan'ny harafesina tamin'ny ron-kena 2707 HDSS tao amin'ny ron-kena P. aeruginosa rehefa afaka 14 andro raha oharina amin'ny tontolo tsy biolojika. Ao amin'ny Sary 2a, dia hita fa nihena ny Eocp tao amin'ny tontolo abiotika sy tao amin'ny ron-kena P. aeruginosa nandritra ny 24 ora voalohany. Aorian'izay, dia mandrakotra tanteraka ny velaran'ny santionany ny biofilm, ary lasa marin-toerana ny Eocp36. Na izany aza, avo kokoa noho ny haavon'ny Eocp tsy biolojika ny haavon'ny Eocp biolojika. Misy antony tokony hinoana fa mifandray amin'ny fiforonan'ny biofilm P. aeruginosa io fahasamihafana io. Ao amin'ny sary 2d eo anatrehan'ny P. aeruginosa, ny sandan'ny icorr 2707 HDSS dia nahatratra 0.627 μA cm-2, izay ambony lavitra noho ny an'ny fanaraha-maso abiotika (0.063 μA cm-2), izay mifanaraka amin'ny sandan'ny Rct refesina amin'ny EIS. Nandritra ny andro vitsivitsy voalohany, nitombo ny sandan'ny fanoherana ao amin'ny ron-kena P. aeruginosa noho ny fifamatoran'ny sela P. aeruginosa sy ny fiforonan'ny biofilm. Na izany aza, rehefa mandrakotra tanteraka ny velaran'ny santionany ny biofilm, dia mihena ny fanoherana. Voatafika voalohany indrindra ny sosona fiarovana noho ny fiforonan'ny biofilm sy ny metabolites biofilm. Vokatr'izany, nihena ny fanoherana ny harafesina rehefa mandeha ny fotoana ary ny fifamatoran'ny P. aeruginosa dia niteraka harafesina teo an-toerana. Samy hafa ny fironana amin'ny tontolo abiotika. Ny fanoherana ny harafesina amin'ny fanaraha-maso tsy biolojika dia avo lavitra noho ny sandan'ny santionany mifandraika amin'izany izay niharan'ny ron-kena P. aeruginosa. Ankoatra izany, ho an'ny fidirana abiotika, ny sandan'ny Rct 2707 HDSS dia nahatratra 489 kΩ cm2 tamin'ny andro faha-14, izay avo 15 heny noho ny sandan'ny Rct (32 kΩ cm2) raha teo anatrehan'ny P. aeruginosa. Noho izany, ny 2707 HDSS dia manana fanoherana tsara dia tsara amin'ny harafesina ao anaty tontolo tsy misy fangarony, saingy tsy mahatohitra ny MIC avy amin'ny biofilm P. aeruginosa.
Ireo valiny ireo dia azo jerena ihany koa avy amin'ny fiolahana polarisation ao amin'ny Sary 2b. Ny sampana anodika dia mifandray amin'ny fiforonan'ny biofilm Pseudomonas aeruginosa sy ny fihetsiky ny oksidasiona metaly. Amin'ity tranga ity, ny fihetsika katodika dia ny fihenan'ny oksizenina. Ny fisian'ny P. aeruginosa dia nampitombo be ny hakitroky ny courant harafesina, eo amin'ny ambaratonga ambony kokoa noho ny amin'ny fanaraha-maso abiotika. Izany dia manondro fa ny biofilm P. aeruginosa dia mampitombo ny harafesina eo an-toerana amin'ny 2707 HDSS. Yuan et al.29 dia nahita fa ny hakitroky ny courant harafesina amin'ny firaka Cu-Ni 70/30 dia nitombo teo ambanin'ny fihetsiky ny biofilm P. aeruginosa. Mety ho vokatry ny biocatalysis ny fihenan'ny oksizenina amin'ny alàlan'ny biofilm Pseudomonas aeruginosa izany. Ity fandinihana ity dia mety hanazava ihany koa ny MIC 2707 HDSS amin'ity asa ity. Mety ho vitsy kokoa ihany koa ny oksizenina eo ambanin'ny biofilm aerobika. Noho izany, ny fandavana ny famerenana ny velaran'ny metaly amin'ny oksizenina dia mety ho antony iray mandray anjara amin'ny MIC amin'ity asa ity.
Dickinson et al. 38 dia nanipy hevitra fa ny tahan'ny fihetsika simika sy elektrokimia dia mety hisy fiantraikany mivantana amin'ny tahan'ny metabolika amin'ny bakteria sessile eo amin'ny velaran'ny santionany sy ny toetran'ny vokatra harafesina. Araka ny aseho amin'ny Sary 5 sy Tabilao 5, nihena ny isan'ny sela sy ny hatevin'ny biofilm rehefa afaka 14 andro. Azo hazavaina ara-drariny izany amin'ny hoe rehefa afaka 14 andro, ny ankamaroan'ny sela sessile eo amin'ny velaran'ny 2707 HDSS dia maty noho ny fihenan'ny otrikaina ao amin'ny medium 2216E na ny famoahana ion metaly misy poizina avy amin'ny matrix 2707 HDSS. Izany dia fetran'ny andrana andiany.
Ato amin'ity asa ity, ny biofilm P. aeruginosa dia nandray anjara tamin'ny fihenan'ny Cr sy Fe eo ambanin'ny biofilm eo amin'ny velaran'ny 2707 HDSS (Sary 6). Ny Tabilao 6 dia mampiseho ny fihenan'ny Fe sy Cr ao amin'ny santionany D raha oharina amin'ny santionany C, izay manondro fa ny Fe sy Cr levona vokatry ny biofilm P. aeruginosa dia naharitra nandritra ny 7 andro voalohany. Ny tontolo iainana 2216E dia ampiasaina hanahafana ny tontolo iainana an-dranomasina. Mirakitra 17700 ppm Cl- izy io, izay azo ampitahaina amin'ny votoatiny ao amin'ny rano an-dranomasina voajanahary. Ny fisian'ny 17700 ppm Cl- no antony lehibe nahatonga ny fihenan'ny Cr tao amin'ny santionany abiotika 7- sy 14 andro nodinihina tamin'ny XPS. Raha ampitahaina amin'ny santionany P. aeruginosa, ny fahapotehan'ny Cr tao amin'ny santionany abiotika dia kely kokoa noho ny fanoherana matanjaka ny 2707 HDSS amin'ny klôro eo ambanin'ny fepetra abiotika. Ao amin'ny sary 9 dia mampiseho ny fisian'ny Cr6+ ao amin'ny sarimihetsika passivating. Mety ho tafiditra amin'ny fanesorana ny chromium amin'ny velaran'ny vy amin'ny alalan'ny biofilm P. aeruginosa, araka ny soso-kevitr'i Chen sy Clayton.
Noho ny fitomboan'ny bakteria, ny sandan'ny pH an'ny tany talohan'ny sy taorian'ny fambolena dia 7.4 sy 8.2 tsirairay avy. Noho izany, eo ambanin'ny biofilm P. aeruginosa, ny harafesina asidra organika dia tsy azo inoana fa handray anjara amin'ity asa ity noho ny pH avo lenta ao amin'ny tany betsaka. Ny pH an'ny tany fanaraha-maso tsy biolojika dia tsy niova be (avy amin'ny 7.4 voalohany ka hatramin'ny 7.5 farany) nandritra ny fe-potoana fitsapana 14 andro. Ny fitomboan'ny pH tao amin'ny tany voa taorian'ny fandevenana dia vokatry ny fiasan'ny metabolisman'ny P. aeruginosa ary hita fa mitovy ny fiantraikany amin'ny pH raha tsy misy takelaka fitsapana.
Araka ny aseho amin'ny Sary 7, ny halaliny ambony indrindra ateraky ny biofilm P. aeruginosa dia 0.69 µm, izay lehibe lavitra noho ny an'ny tontolo abiotika (0.02 µm). Mifanaraka amin'ny angon-drakitra elektrokimia voalaza etsy ambony izany. Ny halaliny 0.69 µm dia mihoatra ny folo heny kely noho ny sandan'ny 9.5 µm voalaza ho an'ny 2205 DSS amin'ny toe-javatra mitovy. Ireo angon-drakitra ireo dia mampiseho fa ny 2707 HDSS dia mampiseho fanoherana tsara kokoa amin'ny MIC noho ny 2205 DSS. Tsy tokony hahagaga izany satria ny 2707 HDSS dia manana haavon'ny Cr ambony kokoa izay manome passivation lava kokoa, sarotra kokoa ny manala ny passivation P. aeruginosa, ary noho ny rafitra dingana voalanjalanja tsy misy rotsak'orana faharoa manimba dia miteraka pitting.
Ho famaranana, hita teo amin'ny velaran'ny 2707 HDSS tao amin'ny ron-kena P. aeruginosa ny lavaka MIC raha oharina amin'ny lavaka tsy dia misy dikany loatra ao amin'ny tontolo iainana abiotika. Asehon'ity asa ity fa ny 2707 HDSS dia manana fanoherana tsara kokoa ny MIC noho ny 2205 DSS, saingy tsy vitany tanteraka amin'ny MIC noho ny biofilm P. aeruginosa. Ireo valiny ireo dia manampy amin'ny fisafidianana vy tsy misy harafesina sy ny androm-piainana mety amin'ny tontolo iainana an-dranomasina.
Tapakila ho an'ny 2707 HDSS nomen'ny Northeastern University (NEU) School of Metallurgy any Shenyang, Sina. Aseho ao amin'ny Tabilao 1 ny firafitry ny singa ao amin'ny 2707 HDSS, izay nohadihadian'ny Departemantan'ny Famakafakana sy Fitsapana Akora NEU. Notsaboina tamin'ny 1180°C nandritra ny 1 ora ny santionany rehetra. Talohan'ny fitsapana harafesina, dia nopotipotehina ho 2000 grit tamin'ny taratasy fasika silikônina karbida ny 2707 HDSS miendrika vola madinika misy velaran-tany misokatra ambony 1 cm2 ary avy eo nopotipotehina tamin'ny vovoka Al2O3 0.05 µm. Arovy amin'ny loko tsy mihetsika ny sisiny sy ny ambany. Rehefa avy maina, dia nosasana tamin'ny rano deionized sterile ireo santionany ary nodiovina tamin'ny etanol 75% (v/v) nandritra ny 0.5 ora. Avy eo dia nohamainina tamin'ny rivotra tamin'ny jiro ultraviolet (UV) nandritra ny 0.5 ora izy ireo talohan'ny hampiasana azy.
Novidina tao amin'ny Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Sina ny karazana Pseudomonas aeruginosa an-dranomasina MCCC 1A00099. Novolena tamin'ny toe-javatra aerobika tamin'ny 37° C tao anaty tavoara 250 ml sy sela elektrokimia fitaratra 500 ml tamin'ny fampiasana ranoka Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Sina). Ny akora ampiasaina dia misy (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 peptone, 1.0 yeast extract ary 0.1 iron citrate. Afanaina amin'ny autoclave amin'ny 121°C mandritra ny 20 minitra alohan'ny hampidirana azy. Isao amin'ny hemocytometer ny sela sessile sy planktonic eo ambanin'ny mikroskopia maivana amin'ny fampitomboana 400x. Ny fifantohana voalohany amin'ny planktonic Pseudomonas aeruginosa avy hatrany taorian'ny fampidirana azy dia eo amin'ny 106 sela/ml eo ho eo.
Natao tao anaty sela fitaratra misy elektrôda telo mahazatra misy habe antonony 500 ml ny fitsapana elektrokimika. Ny takelaka platina sy ny elektrôda kalomelina mahavoky (SAE) dia nampifandraisina tamin'ny reaktora tamin'ny alàlan'ny kapilary Luggin feno tetezana sira, izay niasa ho elektrôda mpanohitra sy fanondroana. Ho an'ny fanamboarana elektrôda miasa, dia nafatotra tamin'ny santionany tsirairay ny tariby varahina vita amin'ny fingotra ary norakofana resina epoxy, ka namela faritra tsy voaaro 1 cm2 eo ho eo ho an'ny elektrôda miasa amin'ny lafiny iray. Nandritra ny fandrefesana elektrokimika, dia napetraka tao amin'ny fitaovana 2216E ny santionany ary notehirizina tamin'ny mari-pana tsy miovaova (37°C) tao anaty rano fandroana. Ny OCP, LPR, EIS ary ny angon-drakitra momba ny polarization dinamika mety dia norefesina tamin'ny fampiasana potentiostat Autolab (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., Etazonia). Noraketina tamin'ny tahan'ny scan 0.125 mV s-1 ny fitsapana LPR teo anelanelan'ny -5 ka hatramin'ny 5 mV miaraka amin'ny Eocp sy tahan'ny santionany 1 Hz. Natao tamin'ny onjam-peo sinus tamin'ny elanelam-peo matetika eo anelanelan'ny 0.01 sy 10.000 Hz ny EIS tamin'ny fampiasana voltazy 5 mV amin'ny Eocp tsy miovaova. Talohan'ny fampiasana ny potential sweep, dia tao anatin'ny fomba tsy mihetsika ireo elektroda mandra-pahatongan'ny sanda marin'ny potential harafesina malalaka. Avy eo dia norefesina nanomboka tamin'ny -0.2 ka hatramin'ny 1.5 V ny fiolahana polarisation ho toy ny fiasan'ny Eocp amin'ny tahan'ny scan 0.166 mV/s. Naverina in-3 ny fitsapana tsirairay niaraka tamin'ny sy tsy nisy ny P. aeruginosa.
Nopolesina tamin'ny taratasy SiC lena 2000 grit ireo santionany ho an'ny fanadihadiana metalografika ary avy eo nopolesina tamin'ny vovoka Al2O3 0.05 µm mba hijerena amin'ny alalan'ny optika. Natao tamin'ny alalan'ny mikroskopia optika ny fanadihadiana metalografika. Nosokirina tamin'ny vahaolana 10 wt% an'ny potassium hydroxide 43 ireo santionany.
Taorian'ny fandoroana azy, dia nosasana intelo tamin'ny saline phosphate buffered (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) ireo santionany ary avy eo dia nofatorana tamin'ny glutaraldehyde 2.5% (v/v) nandritra ny 10 ora mba hametahana ireo biofilm. Avy eo dia nohamainina tamin'ny etanol mifangaro (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ary 100% amin'ny volume) izy io talohan'ny nanamainana azy tamin'ny rivotra. Farany, dia napetraka teo amin'ny velaran'ny santionany ny sarimihetsika volamena mba hanomezana fitarihana ho an'ny fandinihana ny SEM. Nifantoka tamin'ny toerana misy ny sela P. aeruginosa sessile indrindra eo amin'ny velaran'ny santionany tsirairay ny sary SEM. Manaova fanadihadiana EDS mba hahitana singa simika. Nampiasaina handrefesana ny halalin'ny lavaka ny mikroskopia Zeiss confocal laser scanning (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Alemaina). Mba hijerena ireo lavaka harafesina eo ambanin'ny biofilm, dia nodiovina aloha ny santionany notsapaina araka ny Fenitra Nasionaly Shinoa (CNS) GB/T4334.4-2000 mba hanesorana ireo vokatra harafesina sy ny biofilm amin'ny velaran'ny santionany notsapaina.
Ny famakafakana ny spectroscopy photoelectron X-ray (XPS, ESCALAB250 surface analysis system, Thermo VG, USA) dia natao tamin'ny fampiasana loharano X-ray monochromatic (tsipika Aluminium Kα misy angovo 1500 eV ary hery 150 W) amin'ny angovo mifamatotra isan-karazany 0 eo ambanin'ny fepetra mahazatra -1350 eV. Ny spectra avo lenta dia noraketina tamin'ny fampiasana angovo fandefasana 50 eV sy dingana 0.2 eV.
Nesorina ireo santionany novolena ary nosasana moramora tamin'ny PBS (pH 7.4 ± 0.2) nandritra ny 15 s45. Mba hijerena ny fahaveloman'ny biofilms amin'ny santionany, dia nolokoina tamin'ny alalan'ny LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, Etazonia) ireo biofilms. Ahitana loko fluorescent roa ny kitapo: loko fluorescent maitso SYTO-9 sy loko fluorescent mena propidium iodide (PI). Ao amin'ny CLSM, ny teboka maitso fluorescent sy mena dia maneho sela velona sy maty. Ho an'ny fandokoana, 1 ml amin'ny fangaro misy 3 µl an'ny SYTO-9 sy 3 µl an'ny vahaolana PI dia nolokoina nandritra ny 20 minitra tamin'ny mari-pana ao an-trano (23°C) tao anaty haizina. Taorian'izay, dia nodinihina tamin'ny halavan'ny onjam-peo roa (488 nm ho an'ny sela velona ary 559 nm ho an'ny sela maty) ireo santionany nolokoina tamin'ny alalan'ny fitaovana Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japon). Norefesina tamin'ny fomba fitiliana 3D ny hatevin'ny biofilm.
Ahoana no fomba hanonona ity lahatsoratra ity: Li, H. et al. Harafesina mikraoba amin'ny vy tsy misy fangarony super duplex 2707 nataon'ny biofilm an-dranomasina Pseudomonas aeruginosa. the science. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Fiparitahan'ny harafesina vokatry ny tsindry amin'ny vy tsy misy fangarony LDX 2101 ao anaty vahaolana klôro eo anatrehan'ny thiosulfate. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Fiparitahan'ny harafesina vokatry ny tsindry amin'ny vy tsy misy fangarony LDX 2101 ao anaty vahaolana klôro eo anatrehan'ny thiosulfate. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Fiparitahan'ny harafesina vokatry ny tsindry amin'ny vy tsy misy harafesina duplex LDX 2101 ao anaty vahaolana klôro eo anatrehan'ny thiosulfate. 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 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Fiparitahan'ny harafesina vokatry ny tsindry amin'ny vy tsy misy harafesina duplex LDX 2101 ao anaty vahaolana klôro eo anatrehan'ny thiosulfate.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Fiantraikan'ny fitsaboana amin'ny hafanana ny vahaolana sy ny azota amin'ny entona miaro amin'ny fanoherana ny harafesina amin'ny vy tsy misy harafesina hyper duplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Fiantraikan'ny fitsaboana amin'ny hafanana ny vahaolana sy ny azota amin'ny entona miaro amin'ny fanoherana ny harafesina amin'ny vy tsy misy harafesina hyper duplex.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS ary Park, YS. Fiantraikan'ny fitsaboana amin'ny hafanana ny vahaolana sy ny azota amin'ny entona miaro amin'ny fanoherana ny harafesina ateraky ny laso vy tsy misy harafesina hyperduplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS, YS Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS ary Park, YS. Fiantraikan'ny fitsaboana amin'ny hafanana ny vahaolana sy ny azota amin'ny entona miaro amin'ny fanoherana ny harafesina ateraky ny lavaka amin'ny laso vy tsy misy harafesina super duplex.koros. ny siansa. 53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Fampitahana ny simia amin'ny fiforonan'ny vy tsy misy harafesina 316L vokatry ny mikrôba sy elektrokimia. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Fampitahana ny simia amin'ny fiforonan'ny vy tsy misy harafesina 316L vokatry ny mikrôba sy elektrokimia.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. sy Lewandowski, Z. Fandalinana simika mampitaha ny lavaka mikraobiolojika sy elektrokimika amin'ny vy tsy misy harafesina 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. sy Lewandowski, Z. Fandalinana simika mampitaha ny lavaka mikraoba sy elektrokimia ao anaty vy tsy misy harafesina 316L.koros. ny siansa. 45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Ny fihetsika elektrokimika amin'ny vy tsy misy harafesina duplex 2205 ao anaty vahaolana alkaline misy pH samihafa eo anatrehan'ny klôro. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Ny fihetsika elektrokimika amin'ny vy tsy misy harafesina duplex 2205 ao anaty vahaolana alkaline misy pH samihafa eo anatrehan'ny klôro.Luo H., Dong KF, Lee HG ary Xiao K. Fitondran-tena elektrokimia an'ny vy tsy misy harafesina duplex 2205 ao anaty vahaolana alkaline misy pH samihafa eo anatrehan'ny klôro. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的电化存在下不同pH Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Fitondran-tena elektrokimia amin'ny vy tsy misy harafesina 双相 eo anatrehan'ny klôro amin'ny pH samihafa ao anaty vahaolana alkaline.Luo H., Dong KF, Lee HG ary Xiao K. Fitondran-tena elektrokimia an'ny vy tsy misy harafesina duplex 2205 ao anaty vahaolana alkaline misy pH samihafa eo anatrehan'ny klôro.Gazety Electrochemie. 64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Ny fiantraikan'ny biofilm an-dranomasina amin'ny harafesina: Famerenana fohy. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Ny fiantraikan'ny biofilm an-dranomasina amin'ny harafesina: Famerenana fohy.Little, BJ, Lee, JS sy Ray, RI Fiantraikan'ny Biofilm an-dranomasina amin'ny Harafesina: Famerenana fohy. 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 sy Ray, RI Fiantraikan'ny Biofilm an-dranomasina amin'ny Harafesina: Famerenana fohy.Gazety Electrochemie. 54, 2-7 (2008).