Ви благодариме што ја посетивте Nature.com. Верзијата на прелистувачот што ја користите има ограничена поддршка за CSS. За најдобро искуство, препорачуваме да користите ажуриран прелистувач (или да го оневозможите режимот на компатибилност во Internet Explorer). Во меѓувреме, за да обезбедиме континуирана поддршка, ќе ја прикажеме страницата без стилови и JavaScript.
Микробната корозија (MIC) е сериозен проблем во многу индустрии, бидејќи може да доведе до огромни економски загуби. Супердуплекс не'рѓосувачкиот челик 2707 (2707 HDSS) се користи во морски средини поради неговата одлична хемиска отпорност. Сепак, неговата отпорност на MIC не е експериментално докажана. Оваа студија го испита однесувањето на MIC 2707 HDSS предизвикано од морската аеробна бактерија Pseudomonas aeruginosa. Електрохемиската анализа покажа дека во присуство на биофилм Pseudomonas aeruginosa во медиумот 2216E, се јавува позитивна промена во потенцијалот на корозија и зголемување на густината на струјата на корозија. Анализата на рендгенската фотоелектронска спектроскопија (XPS) покажа намалување на содржината на Cr на површината на примерокот под биофилмот. Визуелната анализа на јамите покажа дека биофилмот P. aeruginosa произведе максимална длабочина на јамата од 0,69 µm во текот на 14 дена инкубација. Иако ова е мало, тоа укажува дека 2707 HDSS не е целосно имун на MIC на биофилмовите на P. aeruginosa.
Дуплекс нерѓосувачките челици (DSS) се широко користени во различни индустрии поради совршената комбинација на одлични механички својства и отпорност на корозија1,2. Сепак, сè уште се јавуваат локализирани вдлабнатини и влијаат на интегритетот на овој челик3,4. DSS не е отпорен на микробна корозија (MIC)5,6. И покрај широкиот опсег на апликации за DSS, сè уште постојат средини каде што отпорноста на корозија на DSS не е доволна за долготрајна употреба. Ова значи дека се потребни поскапи материјали со поголема отпорност на корозија. Џеон и сор.7 откриле дека дури и супердуплекс нерѓосувачките челици (SDSS) имаат некои ограничувања во однос на отпорноста на корозија. Затоа, во некои случаи, се потребни супердуплекс нерѓосувачки челици (HDSS) со поголема отпорност на корозија. Ова доведе до развој на високо легиран HDSS.
Отпорноста на корозија на DSS зависи од односот на алфа и гама фазите и е осиромашена во Cr, Mo и W регионите 8, 9, 10 во непосредна близина на втората фаза. HDSS содржи висока содржина на Cr, Mo и N11, затоа има одлична отпорност на корозија и висока вредност (45-50) на еквивалентниот број на отпорност на јамки (PREN) определен со тежински % Cr + 3,3 (тежински % Mo + 0,5 тежински % W) + 16% тежински N12. Неговата одлична отпорност на корозија зависи од избалансиран состав што содржи приближно 50% феритни (α) и 50% аустенитни (γ) фази. HDSS има подобри механички својства и поголема отпорност на хлоридна корозија. Подобрената отпорност на корозија ја проширува употребата на HDSS во поагресивни хлоридни средини како што се морските средини.
MIC се голем проблем во многу индустрии, како што се нафтената, гасната и водоводната индустрија14. MIC е причина за 20% од сите штети од корозија15. MIC е биоелектрохемиска корозија што може да се забележи во многу средини. Биофилмовите што се формираат на метални површини ги менуваат електрохемиските услови, со што влијаат на процесот на корозија. Општо е прифатено дека MIC корозијата е предизвикана од биофилмови. Електрогените микроорганизми ги јадат металите за да ја добијат енергијата што им е потребна за да преживеат17. Неодамнешните MIC студии покажаа дека EET (екстрацелуларен пренос на електрони) е фактор што ја ограничува брзината кај MIC предизвикан од електрогени микроорганизми. Zhang et al. 18 покажаа дека електронските посредници го забрзуваат преносот на електрони помеѓу клетките на Desulfovibrio sessificans и нерѓосувачкиот челик 304, што резултира со потежок MIC напад. Anning et al. 19 и Wenzlaff et al. 20 покажаа дека биофилмовите на корозивните бактерии што редуцираат сулфати (SRB) можат директно да апсорбираат електрони од метални подлоги, што резултира со сериозно вдлабнување.
Познато е дека DSS е осетлив на MIC во медиуми што содржат SRB, бактерии што го намалуваат железото (IRB) итн. 21. Овие бактерии предизвикуваат локализирани вдлабнатини на површината на DSS под биофилмовите 22,23. За разлика од DSS, HDSS24 MIC не е добро познат.
Pseudomonas aeruginosa е грам-негативна, подвижна, стапчеста бактерија која е широко распространета во природата25. Pseudomonas aeruginosa е исто така главна микробна група во морската средина, предизвикувајќи зголемени концентрации на MIC. Pseudomonas е активно вклучена во процесот на корозија и е призната како пионерски колонизатор за време на формирањето на биофилм. Махат и сор. 28 и Јуан и сор. 29 покажаа дека Pseudomonas aeruginosa има тенденција да ја зголеми стапката на корозија на мек челик и легури во водни средини.
Главната цел на оваа работа беше да се испитаат својствата на MIC 2707 HDSS предизвикани од морската аеробна бактерија Pseudomonas aeruginosa користејќи електрохемиски методи, методи за површинска анализа и анализа на производи од корозија. За да се проучи однесувањето на MIC 2707 HDSS, беа извршени електрохемиски студии, вклучувајќи потенцијал на отворено коло (OCP), линеарен отпор на поларизација (LPR), спектроскопија на електрохемиска импеданса (EIS) и потенцијална динамичка поларизација. Беше спроведена енергетски дисперзивна спектрометриска анализа (EDS) за откривање на хемиски елементи на кородирана површина. Покрај тоа, беше користена рендгенска фотоелектронска спектроскопија (XPS) за да се утврди стабилноста на пасивацијата на оксидниот филм под влијание на морска средина што содржи Pseudomonas aeruginosa. Длабочината на јамите беше измерена под конфокален ласерски скенирачки микроскоп (CLSM).
Табела 1 го прикажува хемискиот состав на 2707 HDSS. Табела 2 покажува дека 2707 HDSS има одлични механички својства со граница на истегнување од 650 MPa. На сл. 1 е прикажана оптичката микроструктура на термички обработениот раствор од 2707 HDSS. Во микроструктурата што содржи околу 50% аустенит и 50% ферит фази, видливи се издолжени ленти од аустенит и ферит фази без секундарни фази.
На сл. 2а е прикажан потенцијалот на отворено коло (Eocp) во однос на времето на изложеност за 2707 HDSS во абиотска средина 2216E и супа од P. aeruginosa во тек на 14 дена на 37°C. Тоа покажува дека најголемата и најзначајната промена во Eocp се јавува во првите 24 часа. Вредностите на Eocp во двата случаи достигнаа врв на -145 mV (во споредба со SCE) околу 16 часа, а потоа нагло паднаа, достигнувајќи -477 mV (во споредба со SCE) и -236 mV (во споредба со SCE) за абиотскиот примерок. и купони за P Pseudomonas aeruginosa, соодветно). По 24 часа, вредноста на Eocp 2707 HDSS за P. aeruginosa беше релативно стабилна на -228 mV (во споредба со SCE), додека соодветната вредност за небиолошките примероци беше приближно -442 mV (во споредба со SCE). Eocp во присуство на P. aeruginosa беше доста низок.
Електрохемиска студија на 2707 HDSS примероци во абиотска средина и Pseudomonas aeruginosa супа на 37 °C:
(а) Eocp како функција од времето на експозиција, (б) криви на поларизација на 14-тиот ден, (в) Rp како функција од времето на експозиција и (г) icorr како функција од времето на експозиција.
Табела 3 ги прикажува електрохемиските параметри на корозија на 2707 HDSS примероци изложени на абиотски и Pseudomonas aeruginosa инокулирани медиуми во период од 14 дена. Тангентите на анодните и катодните криви беа екстраполирани за да се добијат пресеци што ја даваат густината на струјата на корозија (icorr), потенцијалот на корозија (Ecorr) и наклонот на Тафел (βα и βc) според стандардните методи30,31.
Како што е прикажано на сл. 2б, поместувањето нагоре на кривата на P. aeruginosa резултираше со зголемување на Ecorr во споредба со абиотската крива. Вредноста на icorr, која е пропорционална на стапката на корозија, се зголеми на 0,328 µA cm-2 во примерокот од Pseudomonas aeruginosa, што е четири пати поголемо отколку во небиолошкиот примерок (0,087 µA cm-2).
LPR е класичен недеструктивен електрохемиски метод за брза анализа на корозија. Исто така, се користи за проучување на MIC32. На сл. 2c е прикажан отпорот на поларизација (Rp) како функција на времето на изложеност. Повисока вредност на Rp значи помала корозија. Во првите 24 часа, Rp 2707 HDSS достигна врв од 1955 kΩ cm2 за абиотски примероци и 1429 kΩ cm2 за примероци од Pseudomonas aeruginosa. Слика 2c, исто така, покажува дека вредноста на Rp брзо се намалила по еден ден, а потоа останала релативно непроменета во текот на следните 13 дена. Вредноста на Rp на примерок од Pseudomonas aeruginosa е околу 40 kΩ cm2, што е многу пониско од вредноста од 450 kΩ cm2 на небиолошки примерок.
Вредноста на icorr е пропорционална на униформната стапка на корозија. Нејзината вредност може да се пресмета од следната равенка на Стерн-Гири:
Според Зое и сор. 33, типичната вредност на Тафеловиот наклон B во оваа работа е земена на 26 mV/dec. Слика 2d покажува дека icorr на небиолошкиот примерок 2707 останал релативно стабилен, додека примерокот од P. aeruginosa значително флуктуирал по првите 24 часа. Вредностите на icorr на примероците од P. aeruginosa биле за еден ред на големина повисоки од оние на небиолошките контроли. Овој тренд е во согласност со резултатите од отпорноста на поларизација.
EIS е уште еден недеструктивен метод што се користи за карактеризирање на електрохемиските реакции на кородирани површини. Спектри на импеданса и пресметани вредности на капацитивност на примероци изложени на абиотска средина и раствор од Pseudomonas aeruginosa, отпорност на пасивен филм/биофилм Rb формиран на површината на примерокот, отпорност на пренос на полнеж Rct, електрична двослојна капацитивност Cdl (EDL) и константни параметри на фазниот елемент QCPE (CPE). Овие параметри беа дополнително анализирани со прилагодување на податоците со користење на модел на еквивалентно коло (EEC).
На сл. 3 се прикажани типични Најквистови дијаграми (a и b) и Бодеови дијаграми (a' и b') за 2707 HDSS примероци во абиотски медиуми и супа од P. aeruginosa за различни времиња на инкубација. Дијаметарот на Најквистовиот прстен се намалува во присуство на Pseudomonas aeruginosa. Бодеовиот дијаграм (сл. 3b') го покажува зголемувањето на вкупната импеданса. Информациите за константата на времето на релаксација може да се добијат од фазните максимуми. На сл. 4 се прикажани физичките структури базирани на монослој (a) и двослој (b) и соодветните EEC. CPE е воведен во EEC моделот. Неговата адмитанса и импеданса се изразени на следниов начин:
Два физички модели и соодветни еквивалентни кола за прилагодување на спектарот на импеданса на примерокот 2707 HDSS:
каде што Y0 е вредноста на KPI, j е имагинарниот број или (-1)1/2, ω е аголната фреквенција, n е индексот на моќност на KPI помал од еден35. Инверзијата на отпорот на пренос на полнеж (т.е. 1/Rct) одговара на брзината на корозија. Колку е помал Rct, толку е поголема брзината на корозија27. По 14 дена инкубација, Rct на примероците од Pseudomonas aeruginosa достигна 32 kΩ cm2, што е многу помалку од 489 kΩ cm2 на небиолошките примероци (Табела 4).
Сликите од CLSM и SEM сликите на Слика 5 јасно покажуваат дека облогата на биофилмот на површината на HDSS примерокот 2707 по 7 дена е густа. Сепак, по 14 дена, покриеноста со биофилм беше слаба и се појавија некои мртви клетки. Табела 5 ја прикажува дебелината на биофилмот на примероците од HDSS 2707 по изложеност на P. aeruginosa во тек на 7 и 14 дена. Максималната дебелина на биофилмот се промени од 23,4 µm по 7 дена на 18,9 µm по 14 дена. Просечната дебелина на биофилмот, исто така, го потврди овој тренд. Таа се намали од 22,2 ± 0,7 μm по 7 дена на 17,8 ± 1,0 μm по 14 дена.
(а) 3-D CLSM слика на 7 дена, (б) 3-D CLSM слика на 14 дена, (в) SEM слика на 7 дена и (г) SEM слика на 14 дена.
ЕМП откри хемиски елементи во биофилмови и производи од корозија на примероци изложени на P. aeruginosa во текот на 14 дена. На сл. Слика 6 покажува дека содржината на C, N, O и P во биофилмовите и производите од корозија е значително поголема отколку кај чистите метали, бидејќи овие елементи се поврзани со биофилмови и нивните метаболити. На микробите им се потребни само траги од хром и железо. Високите нивоа на Cr и Fe во биофилмот и производите од корозија на површината на примероците укажуваат дека металната матрица изгубила елементи поради корозија.
По 14 дена, во медиумот 2216E беа забележани вдлабнатини со и без P. aeruginosa. Пред инкубацијата, површината на примероците беше мазна и без дефекти (сл. 7a). По инкубацијата и отстранувањето на биофилмот и производите од корозија, најдлабоките вдлабнатини на површината на примероците беа испитани со употреба на CLSM, како што е прикажано на сл. 7b и c. Не беа пронајдени очигледни вдлабнатини на површината на небиолошките контроли (максимална длабочина на вдлабнатини 0,02 µm). Максималната длабочина на вдлабнатините предизвикана од P. aeruginosa беше 0,52 µm на 7 дена и 0,69 µm на 14 дена, врз основа на просечната максимална длабочина на вдлабнатините од 3 примероци (за секој примерок беа избрани 10 максимални длабочини на вдлабнатини). Постигнување од 0,42 ± 0,12 µm и 0,52 ± 0,15 µm, соодветно (Табела 5). Овие вредности на длабочината на вдлабнатините се мали, но важни.
(а) пред изложеност, (б) 14 дена во абиотска средина и (в) 14 дена во супа од Pseudomonas aeruginosa.
На сл. Табела 8 се прикажани XPS спектрите на различни површини на примероците, а хемискиот состав анализиран за секоја површина е сумиран во Табела 6. Во Табела 6, атомските проценти на Fe и Cr во присуство на P. aeruginosa (примери А и Б) беа многу пониски од оние на небиолошките контроли (примери C и D). За примерок од P. aeruginosa, спектралната крива на ниво на јадрото Cr 2p беше прилагодена на четири компоненти на врвовите со енергии на врзување (BE) од 574,4, 576,6, 578,3 и 586,8 eV, што може да се припише на Cr, Cr2O3, CrO3 и Cr(OH)3, соодветно (Сл. 9a и b). За небиолошки примероци, спектарот на главното ниво на Cr 2p содржи два главни врва за Cr (573,80 eV за BE) и Cr2O3 (575,90 eV за BE) на сликите 9c и d, соодветно. Највпечатливата разлика помеѓу абиотските примероци и примероците од P. aeruginosa беше присуството на Cr6+ и поголем релативен процент на Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) под биофилмот.
Широките XPS спектри на површината на примерокот 2707 HDSS во два медиума се 7 и 14 дена, соодветно.
(а) 7 дена изложеност на P. aeruginosa, (б) 14 дена изложеност на P. aeruginosa, (в) 7 дена во абиотска средина и (г) 14 дена во абиотска средина.
HDSS покажува високо ниво на отпорност на корозија во повеќето средини. Ким и сор.2 објавија дека HDSS UNS S32707 е идентификуван како високо легиран DSS со PREN поголем од 45. Вредноста PREN на примерокот 2707 HDSS во оваа работа беше 49. Ова се должи на високата содржина на хром и високата содржина на молибден и никел, кои се корисни во кисели средини и средини со висока содржина на хлориди. Покрај тоа, добро избалансираниот состав и микроструктурата без дефекти се корисни за структурна стабилност и отпорност на корозија. Сепак, и покрај неговата одлична хемиска отпорност, експерименталните податоци во оваа работа сугерираат дека 2707 HDSS не е целосно имун на MIC-ите на биофилмот на P. aeruginosa.
Електрохемиските резултати покажаа дека стапката на корозија на 2707 HDSS во супата од P. aeruginosa значително се зголемила по 14 дена во споредба со небиолошката средина. На Слика 2а, намалување на Eocp е забележано и во абиотската средина и во супата од P. aeruginosa во текот на првите 24 часа. После тоа, биофилмот целосно ја покрива површината на примерокот, а Eocp станува релативно стабилен36. Сепак, биолошкото ниво на Eocp беше многу повисоко од небиолошкото ниво на Eocp. Постојат причини да се верува дека оваа разлика е поврзана со формирањето на биофилмови на P. aeruginosa. На сл. 2d во присуство на P. aeruginosa, вредноста на icorr 2707 HDSS достигна 0,627 μA cm-2, што е ред на големина повисока од онаа на абиотската контрола (0,063 μA cm-2), што беше во согласност со вредноста Rct измерена со EIS. Во текот на првите неколку дена, вредностите на импедансата во супата на P. aeruginosa се зголемија поради прицврстувањето на клетките на P. aeruginosa и формирањето на биофилмови. Меѓутоа, кога биофилмот целосно ја покрива површината на примерокот, импедансата се намалува. Заштитниот слој е нападнат првенствено поради формирањето на биофилмови и метаболити на биофилмот. Следствено, отпорноста на корозија се намали со текот на времето и прицврстувањето на P. aeruginosa предизвика локализирана корозија. Трендовите во абиотските средини беа различни. Отпорноста на корозија на небиолошката контрола беше многу повисока од соодветната вредност на примероците изложени на супа од P. aeruginosa. Покрај тоа, за абиотските ацесиони, вредноста на Rct 2707 HDSS достигна 489 kΩ cm2 на 14-тиот ден, што е 15 пати поголема од вредноста на Rct (32 kΩ cm2) во присуство на P. aeruginosa. Според тоа, 2707 HDSS има одлична отпорност на корозија во стерилна средина, но не е отпорен на MIC од биофилмови на P. aeruginosa.
Овие резултати може да се забележат и од кривите на поларизација на Сл. 2б. Анодното разгранување е поврзано со формирање на биофилм кај Pseudomonas aeruginosa и реакции на оксидација на метали. Во овој случај, катодната реакција е редукција на кислород. Присуството на P. aeruginosa значително ја зголеми густината на струјата на корозија, околу еден ред на големина поголема отколку во абиотската контрола. Ова укажува дека биофилмот на P. aeruginosa ја засилува локализираната корозија на 2707 HDSS. Јуан и сор.29 откриле дека густината на струјата на корозија на легурата Cu-Ni 70/30 се зголемила под дејство на биофилмот на P. aeruginosa. Ова може да се должи на биокатализата на редукцијата на кислородот од страна на биофилмовите на Pseudomonas aeruginosa. Ова набљудување може да го објасни и MIC 2707 HDSS во оваа работа. Може да има и помалку кислород под аеробните биофилмови. Затоа, одбивањето повторно да се пасивира металната површина со кислород може да биде фактор што придонесува за MIC во оваа работа.
Дикинсон и сор. 38 сугерираа дека брзината на хемиските и електрохемиските реакции може директно да биде под влијание на метаболичката активност на сесилните бактерии на површината на примерокот и природата на производите на корозија. Како што е прикажано на Слика 5 и Табела 5, бројот на клетки и дебелината на биофилмот се намалиле по 14 дена. Ова разумно може да се објасни со фактот дека по 14 дена, повеќето од сесилните клетки на површината на 2707 HDSS умреле поради намалување на хранливите материи во медиумот 2216E или ослободување на токсични метални јони од матрицата 2707 HDSS. Ова е ограничување на експериментите во серии.
Во оваа работа, биофилмот на P. aeruginosa придонел за локално намалување на Cr и Fe под биофилмот на површината на 2707 HDSS (сл. 6). Табела 6 го покажува намалувањето на Fe и Cr во примерокот D во споредба со примерокот C, што укажува дека растворениот Fe и Cr предизвикан од биофилмот на P. aeruginosa опстојувал во текот на првите 7 дена. Средината 2216E се користи за симулирање на морската средина. Содржи 17700 ppm Cl-, што е споредливо со неговата содржина во природната морска вода. Присуството на 17700 ppm Cl- беше главната причина за намалувањето на Cr во 7- и 14-дневните абиотски примероци анализирани со XPS. Во споредба со примероците од P. aeruginosa, растворањето на Cr во абиотските примероци беше многу помало поради силната отпорност на 2707 HDSS на хлор под абиотски услови. На сл. 9 е прикажано присуството на Cr6+ во пасивирачкиот филм. Може да биде вклучен во отстранувањето на хром од челичните површини од страна на биофилмовите на P. aeruginosa, како што сугерираат Чен и Клејтон.
Поради растот на бактериите, pH вредностите на медиумот пред и по култивацијата беа 7,4 и 8,2, соодветно. Така, под биофилмот на P. aeruginosa, корозијата од органска киселина веројатно нема да придонесе за оваа работа поради релативно високата pH вредност во медиумот. pH вредноста на небиолошката контролна средина не се промени значително (од почетните 7,4 до конечните 7,5) во текот на 14-дневниот тест период. Зголемувањето на pH вредноста во медиумот за сеење по инкубацијата се должеше на метаболичката активност на P. aeruginosa и беше утврдено дека има ист ефект врз pH вредноста во отсуство на тест ленти.
Како што е прикажано на Слика 7, максималната длабочина на јамата предизвикана од биофилмот на P. aeruginosa била 0,69 µm, што е многу поголемо од она на абиотската средина (0,02 µm). Ова е во согласност со електрохемиските податоци опишани погоре. Длабочината на јамата од 0,69 µm е повеќе од десет пати помала од вредноста од 9,5 µm пријавена за 2205 DSS под истите услови. Овие податоци покажуваат дека 2707 HDSS покажува подобра отпорност на MIC отколку 2205 DSS. Ова не треба да биде изненадување бидејќи 2707 HDSS има повисоки нивоа на Cr што овозможува подолга пасивација, потешко се депасивира P. aeruginosa, а поради неговата избалансирана фазна структура без штетни секундарни таложења предизвикува вдлабнатини.
Како заклучок, на површината на 2707 HDSS во супата од P. aeruginosa се пронајдени јами со MIC во споредба со незначителни јами во абиотската средина. Оваа работа покажува дека 2707 HDSS има подобра отпорност на MIC од 2205 DSS, но не е целосно имун на MIC поради биофилмот на P. aeruginosa. Овие резултати помагаат во изборот на соодветни не'рѓосувачки челици и очекуван животен век за морската средина.
Купон за 2707 HDSS обезбеден од Факултетот за металургија на Североисточниот универзитет (NEU) во Шенјанг, Кина. Елементарниот состав на 2707 HDSS е прикажан во Табела 1, која е анализирана од Одделот за анализа и тестирање на материјали на NEU. Сите примероци се третирани за цврст раствор на 1180°C во текот на 1 час. Пред тестирањето на корозија, 2707 HDSS во облик на паричка со горна отворена површина од 1 cm2 е полиран до зрнеста густина од 2000 со шмиргла од силициум карбид, а потоа е полиран со кашеста маса од Al2O3 од 0,05 µm. Страните и дното се заштитени со инертна боја. По сушењето, примероците се измиени со стерилна дејонизирана вода и стерилизирани со 75% (v/v) етанол во текот на 0,5 часа. Потоа се сушат на воздух под ултравиолетова (UV) светлина во текот на 0,5 часа пред употреба.
Сојот на морската Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 е купен од Центарот за собирање морски култури во Сјамен (MCCC), Кина. Pseudomonas aeruginosa е одгледуван под аеробни услови на 37°C во колби од 250 ml и стаклени електрохемиски ќелии од 500 ml користејќи течен медиум Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Кина). Медиумот содржи (g/l): 19,45 NaCl, 5,98 MgCl2, 3,24 Na2SO4, 1,8 CaCl2, 0,55 KCl, 0,16 Na2CO3, 0,08 KBr, 0,034 SrCl2, 0,08 SrBr2, 0,022 H3BO3, 0,004 NaSiO3, 0,016 6NH26NH3, 3,0016 NH3, 5,0 пептон, 1,0 екстракт од квасец и 0,1 железен цитрат. Автоклавирајте на 121°C 20 минути пред инокулацијата. Броете ги сесилните и планктонските клетки со хемоцитометр под светлосен микроскоп со зголемување од 400x. Почетната концентрација на планктонска Pseudomonas aeruginosa веднаш по инокулацијата беше приближно 106 клетки/ml.
Електрохемиските тестови беа спроведени во класична стаклена ќелија со три електроди со среден волумен од 500 ml. Платинскиот лист и заситената каломелна електрода (SAE) беа поврзани со реакторот преку Luggin капилари исполнети со солени мостови, кои служеа како контра и референтни електроди, соодветно. За производство на работни електроди, гумирана бакарна жица беше прикачена на секој примерок и покриена со епоксидна смола, оставајќи околу 1 cm2 незаштитена површина за работната електрода од едната страна. За време на електрохемиските мерења, примероците беа поставени во 2216E медиумот и се чуваа на константна температура на инкубација (37°C) во водена бања. Податоците за OCP, LPR, EIS и потенцијална динамичка поларизација беа мерени со помош на Autolab потенциостат (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., САД). LPR тестовите беа снимени со брзина на скенирање од 0,125 mV s-1 во опсег од -5 до 5 mV со Eocp и брзина на земање примероци од 1 Hz. EIS беше извршен со синусоиден бран во фреквентен опсег од 0,01 до 10.000 Hz користејќи применет напон од 5 mV при стационарна состојба Eocp. Пред потенцијалното чистење, електродите беа во режим на мирување сè додека не се достигне стабилна вредност на потенцијалот на слободна корозија. Кривите на поларизација потоа беа измерени од -0,2 до 1,5 V како функција на Eocp при брзина на скенирање од 0,166 mV/s. Секој тест беше повторен 3 пати со и без P. aeruginosa.
Примероците за металографска анализа беа механички полирани со влажна SiC хартија со густина од 2000 зрна, а потоа дополнително полирани со суспензија од прашок Al2O3 со дебелина од 0,05 µm за оптичко набљудување. Металографската анализа беше извршена со употреба на оптички микроскоп. Примероците беа гравирани со раствор од калиум хидроксид 43 од 10 тежински%.
По инкубацијата, примероците беа измиени 3 пати со фосфатен пуфериран солен раствор (PBS) (pH 7,4 ± 0,2), а потоа фиксирани со 2,5% (v/v) глутаралдехид во тек на 10 часа за да се фиксираат биофилмовите. Потоа беа дехидрирани со дозиран етанол (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% и 100% по волумен) пред сушење на воздух. Конечно, на површината на примерокот се нанесува златен филм за да се обезбеди спроводливост за SEM набљудување. SEM сликите беа фокусирани на точки со најнеподвижни клетки на P. aeruginosa на површината на секој примерок. Извршете EDS анализа за да пронајдете хемиски елементи. За мерење на длабочината на јамата беше користен конфокален ласерски скенирачки микроскоп Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Германија). За да се набљудуваат корозивните јами под биофилмот, примерокот за тестирање прво беше исчистен според кинескиот национален стандард (CNS) GB/T4334.4-2000 за да се отстранат производите од корозија и биофилмот од површината на примерокот за тестирање.
Анализата со рендгенска фотоелектронска спектроскопија (XPS, систем за површинска анализа ESCALAB250, Thermo VG, САД) беше извршена со користење на монохроматски рендгенски извор (алуминиумска Kα линија со енергија од 1500 eV и моќност од 150 W) во широк опсег на енергии на врзување 0 под стандардни услови од –1350 eV. Спектрите со висока резолуција беа снимени со користење на енергија на пренос од 50 eV и чекор од 0,2 eV.
Инкубираните примероци беа отстранети и нежно измиени со PBS (pH 7,4 ± 0,2) во текот на 15 секунди45. За да се набљудува бактериската одржливост на биофилмовите на примероците, биофилмовите беа обоени со помош на комплетот за бактериска одржливост LIVE/DEAD BacLight (Invitrogen, Јуџин, Орегон, САД). Комплетот содржи две флуоресцентни бои: зелена флуоресцентна боја SYTO-9 и црвена флуоресцентна боја пропидиум јодид (PI). Во CLSM, флуоресцентните зелени и црвени точки претставуваат живи и мртви клетки, соодветно. За боење, 1 ml од смесата што содржи 3 µl SYTO-9 и 3 µl раствор на PI беше инкубирана 20 минути на собна температура (23°C) во темнина. Потоа, обоените примероци беа испитани на две бранови должини (488 nm за живи клетки и 559 nm за мртви клетки) со помош на апарат Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Јапонија). Дебелината на биофилмот беше измерена во режим на 3D скенирање.
Како да се цитира оваа статија: Li, H. et al. Микробна корозија на 2707 супер дуплекс не'рѓосувачки челик од морски биофилм Pseudomonas aeruginosa. the science. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Заното, Ф., Граси, В., Балбо, А., Монтичели, К. и Зуки, Ф. Пукање од корозија на дуплекс не'рѓосувачки челик LDX 2101 поради стрес во раствори на хлорид во присуство на тиосулфат. Заното, Ф., Граси, В., Балбо, А., Монтичели, К. и Зуки, Ф. Пукање од корозија на дуплекс не'рѓосувачки челик LDX 2101 поради стрес во раствори на хлорид во присуство на тиосулфат. Заното, Ф., Граси, В., Балбо, А., Монтичели, Ц. и Цуки, Ф. Заното, Ф., Граси, В., Балбо, А., Монтичели, К. и Зуки, Ф. Пукање од корозија на дуплекс не'рѓосувачки челик LDX 2101 поради стрес во раствори на хлорид во присуство на тиосулфат. 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. Заното, Ф., Граси, В., Балбо, А., Монтичели, Ц. и Цуки, Ф. Заното, Ф., Граси, В., Балбо, А., Монтичели, К. и Зуки, Ф. Пукање од корозија на дуплекс не'рѓосувачки челик LDX 2101 поради стрес во раствор на хлорид во присуство на тиосулфат.корос наука 80, 205–212 (2014).
Ким, СТ, Јанг, СХ, Ли, ИС и Парк, ЈС Ефекти од термичка обработка во раствор и азот во заштитен гас врз отпорноста на јамчеста корозија на заварени производи од хипердуплекс не'рѓосувачки челик. Ким, СТ, Јанг, СХ, Ли, ИС и Парк, ЈС Ефекти од термичка обработка во раствор и азот во заштитен гас врз отпорноста на јамчеста корозија на заварени производи од хипердуплекс не'рѓосувачки челик.Ким, СТ, Јанг, СХ, Ли, ИС и Парк, ЈС Ефект на термичка обработка во раствор и азот во заштитен гас врз отпорноста на јамска корозија на хипердуплекс заварени нерѓосувачки челик. Ким, СТ, Џанг, Ш, Ли, ИС и Парк, И.С固溶热处理和保护气体中的氮气对超双相不锈钢焊缝抗点蚀性能的影响。 Ким, СТ, Јанг, СХ, Ли, ИС и Парк, ЈСКим, СТ, Јанг, СХ, Ли, ИС и Парк, ЈС Ефект на термичка обработка во раствор и азот во заштитен гас врз отпорноста на јамска корозија на заварени супер дуплекс заварени челици.корос. науката. 53, 1939–1947 (2011).
Ши, Х., Авчи, Р., Гајзер, М. и Левандовски, З. Компаративна студија во хемијата на микробно и електрохемиски предизвикано вдлабнување на не'рѓосувачки челик 316L. Ши, Х., Авчи, Р., Гајзер, М. и Левандовски, З. Компаративна студија во хемијата на микробно и електрохемиски предизвикано вдлабнување на не'рѓосувачки челик 316L.Ши, Х., Авчи, Р., Гејзер, М. и Левандовски, З. Компаративна хемиска студија за микробиолошко и електрохемиско вдлабнување на нерѓосувачки челик 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的 Ши, Кс., Авчи, Р., Гајзер, М. и Левандовски, З.Ши, Х., Авчи, Р., Гејзер, М. и Левандовски, З. Компаративна хемиска студија на микробиолошко и електрохемиски предизвикано вдлабнување кај не'рѓосувачки челик 316L.корос. науката. 45, 2577–2595 (2003).
Луо, Х., Донг, ЦФ, Ли, ХГ и Сјао, К. Електрохемиското однесување на дуплекс не'рѓосувачки челик 2205 во алкални раствори со различна pH вредност во присуство на хлорид. Луо, Х., Донг, ЦФ, Ли, ХГ и Сјао, К. Електрохемиското однесување на дуплекс не'рѓосувачки челик 2205 во алкални раствори со различна pH вредност во присуство на хлорид.Луо Х., Донг К.Ф., Ли Х.Г. и Сјао К. Електрохемиско однесување на дуплекс не'рѓосувачки челик 2205 во алкални раствори со различна pH вредност во присуство на хлорид. Луо, Х., Донг, ЦФ, Ли, XG и Ксиао, К. 2205 Луо, Х., Донг, ЦФ, Ли, ХГ и Сјао, К. 2205 Електрохемиско однесување на не'рѓосувачки челик во присуство на хлорид при различна pH вредност во алкален раствор.Луо Х., Донг К.Ф., Ли Х.Г. и Сјао К. Електрохемиско однесување на дуплекс не'рѓосувачки челик 2205 во алкални раствори со различна pH вредност во присуство на хлорид.Електрохемиски магазин. 64, 211–220 (2012).
Литл, БЈ, Ли, ЈС и Реј, РИ Влијанието на морските биофилмови врз корозијата: Концизен преглед. Литл, БЈ, Ли, ЈС и Реј, РИ Влијанието на морските биофилмови врз корозијата: Концизен преглед.Литл, БЈ, Ли, ЈС и Реј, РИ Ефекти на морските биофилмови врз корозијата: Краток преглед. Литл, Би Џеј, Ли, Џеј С и Реј, РИ 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述。 Литл, БЈ, Ли, ЈС и Реј, РИЛитл, БЈ, Ли, ЈС и Реј, РИ Ефекти на морските биофилмови врз корозијата: Краток преглед.Електрохемиски магазин. 54, 2-7 (2008).