Nature.com သို့ ဝင်ရောက်ကြည့်ရှုသည့်အတွက် ကျေးဇူးတင်ပါသည်။ သင်အသုံးပြုနေသော browser ဗားရှင်းတွင် CSS အတွက် ပံ့ပိုးမှု အကန့်အသတ်ရှိသည်။ အကောင်းဆုံးအတွေ့အကြုံအတွက်၊ အပ်ဒိတ်လုပ်ထားသော browser ကို အသုံးပြုရန် (သို့မဟုတ် Internet Explorer ရှိ compatibility mode ကို ပိတ်ရန်) အကြံပြုအပ်ပါသည်။ ထိုအတောအတွင်း၊ ဆက်လက်ပံ့ပိုးမှုရရှိစေရန်အတွက်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် styles နှင့် JavaScript မပါဘဲ site ကို ပြသပါမည်။
အဏုဇီဝချေးခြင်း (MIC) သည် စက်မှုလုပ်ငန်းများစွာတွင် ပြင်းထန်သောပြဿနာတစ်ခုဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် ကြီးမားသောစီးပွားရေးဆုံးရှုံးမှုများကို ဖြစ်စေနိုင်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ 2707 super duplex stainless steel (2707 HDSS) ကို ၎င်း၏ ဓာတုဗေဒခံနိုင်ရည်ကောင်းမွန်မှုကြောင့် ရေကြောင်းပတ်ဝန်းကျင်တွင် အသုံးပြုခဲ့သည်။ သို့သော် MIC ကို ခံနိုင်ရည်ရှိမှုကို စမ်းသပ်မှုအရ မပြသနိုင်ပါ။ ဤလေ့လာမှုတွင် ရေကြောင်း aerobic ဘက်တီးရီးယား Pseudomonas aeruginosa ကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသော 2707 HDSS ၏ MIC အပြုအမူကို စုံစမ်းစစ်ဆေးခဲ့သည်။ လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအရ 2216E အလတ်စားတွင် Pseudomonas aeruginosa biofilm ရှိနေချိန်တွင် ချေးခြင်းအလားအလာတွင် အပြုသဘောဆောင်သောပြောင်းလဲမှုနှင့် ချေးခြင်းလျှပ်စီးကြောင်းသိပ်သည်းဆတွင် တိုးလာကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအရ biofilm အောက်ရှိ နမူနာ၏မျက်နှာပြင်တွင် Cr ပါဝင်မှု လျော့ကျသွားကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ တွင်းများ၏ ပုံရိပ်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအရ P. aeruginosa biofilm သည် incubation ၁၄ ရက်အတွင်း အများဆုံးတွင်းအနက် 0.69 μm ကို ထုတ်လုပ်ခဲ့ကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ ၎င်းသည် သေးငယ်သော်လည်း 2707 HDSS သည် အပြည့်အဝ ခုခံအားမရှိကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ P. aeruginosa ဇီဝအလွှာများ၏ MIC သို့။
Duplex stainless steels (DSS) များကို ၎င်းတို့၏ အလွန်ကောင်းမွန်သော စက်မှုဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ချေးခံနိုင်ရည်ရှိမှုတို့၏ အကောင်းဆုံးပေါင်းစပ်မှုအတွက် စက်မှုလုပ်ငန်းအမျိုးမျိုးတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည်။၁၊၂။ သို့သော် ဒေသတွင်း အပေါက်များ ဖြစ်ပေါ်နေဆဲဖြစ်ပြီး ဤသံမဏိ၏ တည်တံ့ခိုင်မြဲမှုကို ထိခိုက်စေသည်၃၊၄။DSS သည် မိုက်ခရိုဘိုင်ယယ်ချေး (MIC) ကို ခံနိုင်ရည်မရှိပါ၅၊၆။DSS ကို အသုံးချမှု အမျိုးမျိုးရှိသော်လည်း DSS ၏ ချေးခံနိုင်ရည်သည် ရေရှည်အသုံးပြုရန် မလုံလောက်သော ပတ်ဝန်းကျင်များ ရှိနေသေးသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ ချေးခံနိုင်ရည်မြင့်မားသော ပိုမိုစျေးကြီးသော ပစ္စည်းများကို လိုအပ်ပါသည်။Jeon နှင့်အဖွဲ့သည် super duplex stainless steels (SDSS) တွင်ပင် ချေးခံနိုင်ရည်ရှိမှုနှင့်ပတ်သက်၍ ကန့်သတ်ချက်အချို့ရှိကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ထို့ကြောင့် ချေးခံနိုင်ရည်မြင့်မားသော super duplex stainless steels (HDSS) များကို အသုံးချမှုအချို့တွင် လိုအပ်ပါသည်။ ၎င်းသည် သတ္တုစပ် HDSS များ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကို ဦးတည်စေခဲ့သည်။
DSS ၏ ချေးခံနိုင်ရည်သည် အယ်လ်ဖာနှင့် ဂါမာအဆင့်များ၏ အချိုးနှင့် ဒုတိယအဆင့်နှင့် ကပ်လျက် Cr၊ Mo နှင့် W ကုန်ဆုံးဒေသ ၈၊ ၉၊ ၁၀ တို့ပေါ်တွင် မူတည်သည်။ HDSS တွင် Cr၊ Mo နှင့် N11 ပါဝင်မှု မြင့်မားသောကြောင့် ချေးခံနိုင်ရည် အလွန်ကောင်းမွန်ပြီး (၄၅-၅၀) Pitting Resistance Equivalent Number (PREN) မြင့်မားသောတန်ဖိုးကို wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12 ဖြင့် ဆုံးဖြတ်သည်။ ၎င်း၏ ချေးခံနိုင်ရည် အလွန်ကောင်းမွန်ခြင်းသည် ferrite (α) ၅၀% ခန့်နှင့် austenite (γ) အဆင့် ၅၀% ပါဝင်သော မျှတသော ဖွဲ့စည်းပုံပေါ်တွင် မူတည်ပြီး HDSS တွင် ရိုးရာ DSS13 ထက် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများ ပိုကောင်းပြီး ခံနိုင်ရည် ပိုမိုမြင့်မားသည်။ ကလိုရိုက် ချေးခံနိုင်ရည် ဂုဏ်သတ္တိများ။ ချေးခံနိုင်ရည် တိုးတက်လာခြင်းကြောင့် ရေကြောင်းပတ်ဝန်းကျင်ကဲ့သို့သော ပိုမိုချေးခံနိုင်ရည်ရှိသော ကလိုရိုက်ပတ်ဝန်းကျင်များတွင် HDSS ကို အသုံးပြုမှုကို တိုးချဲ့ပေးသည်။
MIC များသည် ရေနံနှင့် သဘာဝဓာတ်ငွေ့နှင့် ရေအရင်းအမြစ်များကဲ့သို့သော စက်မှုလုပ်ငန်းများစွာတွင် အဓိကပြဿနာတစ်ခုဖြစ်သည်။14 MIC သည် ချေးခြင်းပျက်စီးမှုအားလုံး၏ 20% ရှိသည်။15 MIC သည် ပတ်ဝန်းကျင်များစွာတွင် တွေ့ရှိနိုင်သော ဇီဝလျှပ်စစ်ဓာတုချေးဖြစ်သည်။ သတ္တုမျက်နှာပြင်များပေါ်တွင် ဖွဲ့စည်းသော ဇီဝအလွှာများသည် လျှပ်စစ်ဓာတုအခြေအနေများကို ပြောင်းလဲစေပြီး ချေးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို ထိခိုက်စေပါသည်။ MIC ချေးခြင်းသည် ဇီဝအလွှာများကြောင့် ဖြစ်ရသည်ဟု ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် ယုံကြည်ကြသည်။ လျှပ်စစ်အဏုဇီဝများသည် ရှင်သန်ရန်အတွက် ရေရှည်တည်တံ့သော စွမ်းအင်ရရှိရန် သတ္တုများကို ချေးကြသည်။17 မကြာသေးမီက MIC လေ့လာမှုများအရ EET (ဆဲလ်ပြင်ပ အီလက်ထရွန်လွှဲပြောင်းမှု) သည် လျှပ်စစ်အဏုဇီဝများကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော MIC ရှိနှုန်းကို ကန့်သတ်သည့်အချက်ဖြစ်ကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ Zhang နှင့်အဖွဲ့သည် Desulfovibrio sessificans ဆဲလ်များနှင့် 304 သံမဏိအကြား အီလက်ထရွန် မီဒီယာများသည် အီလက်ထရွန်လွှဲပြောင်းမှုကို အရှိန်မြှင့်ပေးပြီး ပိုမိုပြင်းထန်သော MIC တိုက်ခိုက်မှုကို ဖြစ်စေကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ Enning နှင့်အဖွဲ့သည် 19 နှင့် Venzlaff နှင့်အဖွဲ့သည် ချေးခြင်းဖြစ်စေသော ဆာလဖိတ်လျှော့ချသည့် ဘက်တီးရီးယား (SRB) ဇီဝအလွှာများသည် သတ္တုအောက်ခံများမှ အီလက်ထရွန်များကို တိုက်ရိုက်စုပ်ယူနိုင်ပြီး ပြင်းထန်သော pitting ချေးခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေကြောင်း ပြသခဲ့သည်။
DSS သည် SRB၊ သံဓာတ်လျှော့ချပေးသော ဘက်တီးရီးယား (IRB) စသည်တို့ပါဝင်သော ပတ်ဝန်းကျင်တွင် MIC ကို ထိခိုက်လွယ်သည်ဟု သိရှိကြသည်။၂၁။ ဤဘက်တီးရီးယားများသည် biofilms များအောက်ရှိ DSS မျက်နှာပြင်များတွင် အပေါက်များဖြစ်ပေါ်စေသည်။၂၂၊၂၃။ DSS နှင့်မတူဘဲ HDSS24 ၏ MIC ကို နည်းပါးစွာ သိရှိကြသည်။
Pseudomonas aeruginosa သည် သဘာဝတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် ပျံ့နှံ့နေသော ဂရမ်-အနုတ်လက္ခဏာ ရွေ့လျားနိုင်သော ချောင်းပုံသဏ္ဍာန် ဘက်တီးရီးယားတစ်မျိုးဖြစ်ပြီး25။ Pseudomonas aeruginosa သည် ရေနေပတ်ဝန်းကျင်တွင် အဓိက အဏုဇီဝအုပ်စုတစ်ခုလည်းဖြစ်ပြီး MIC ကို သံမဏိဖြစ်စေသည်။ Pseudomonas သည် သံချေးတက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် နီးကပ်စွာပါဝင်ပတ်သက်ပြီး ဇီဝအလွှာဖွဲ့စည်းခြင်းအတွင်း ရှေ့ဆောင်ကိုလိုနီအဖြစ် အသိအမှတ်ပြုထားသည်။ Mahat et al. 28 နှင့် Yuan et al. 29 တို့က Pseudomonas aeruginosa သည် ရေပတ်ဝန်းကျင်တွင် အပျော့စားသံမဏိနှင့် သတ္တုစပ်များ၏ ချေးတက်နှုန်းကို မြင့်တက်စေကြောင်း သရုပ်ပြခဲ့သည်။
ဤလုပ်ငန်း၏ အဓိကရည်ရွယ်ချက်မှာ လျှပ်စစ်ဓာတုနည်းလမ်းများ၊ မျက်နှာပြင်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုနည်းစနစ်များနှင့် သံချေးထုတ်ကုန်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို အသုံးပြု၍ ပင်လယ်ရေအောက် aerobic ဘက်တီးရီးယား Pseudomonas aeruginosa ကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသော 2707 HDSS ၏ MIC ဂုဏ်သတ္တိများကို စုံစမ်းစစ်ဆေးရန်ဖြစ်သည်။ 2707 HDSS ၏ MIC အပြုအမူကိုလေ့လာရန် Open Circuit Potential (OCP)၊ Linear Polarization Resistance (LPR)၊ Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) နှင့် Potential Dynamic Polarization အပါအဝင် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာလေ့လာမှုများကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ သံချေးတက်နေသောမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ဓာတုဒြပ်စင်များကိုရှာဖွေရန် Energy dispersive spectrometer (EDS) ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ထို့အပြင်၊ Pseudomonas aeruginosa ပါဝင်သော ပင်လယ်ပတ်ဝန်းကျင်၏လွှမ်းမိုးမှုအောက်တွင် oxide film passivation ၏တည်ငြိမ်မှုကိုဆုံးဖြတ်ရန် X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ တွင်းအနက်ကို confocal laser scanning microscope (CLSM) အောက်တွင် တိုင်းတာခဲ့သည်။
ဇယား ၁ တွင် 2707 HDSS ၏ ဓာတုဖွဲ့စည်းမှုကို ဖော်ပြထားသည်။ ဇယား ၂ တွင် 2707 HDSS သည် 650 MPa ၏ အထွက်နှုန်းအစွမ်းသတ္တိဖြင့် အလွန်ကောင်းမွန်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများရှိကြောင်း ပြသထားသည်။ ပုံ ၁ တွင် အပူပေးထားသော 2707 HDSS ၏ အလင်းဆိုင်ရာ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖွဲ့စည်းပုံကို ပြသထားသည်။ ဒုတိယအဆင့်များမပါဘဲ austenite နှင့် ferrite အဆင့်များ၏ ရှည်လျားသော အစင်းများကို austenite ၅၀% နှင့် ferrite အဆင့် ၅၀% ခန့်ပါဝင်သော အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖွဲ့စည်းပုံတွင် မြင်တွေ့နိုင်သည်။
ပုံ ၂က သည် abiotic 2216E medium နှင့် P. aeruginosa ပြုတ်ရည်တွင် 2707 HDSS အတွက် open circuit potential (Eocp) နှင့် exposure time data တို့ကို ၃၇ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်တွင် ၁၄ ရက်ကြာ ပြသထားသည်။ Eocp တွင် အကြီးမားဆုံးနှင့် သိသာထင်ရှားသော ပြောင်းလဲမှုသည် ပထမ ၂၄ နာရီအတွင်း ဖြစ်ပေါ်ကြောင်း ပြသထားသည်။ ဖြစ်ရပ်နှစ်ခုလုံးတွင် Eocp တန်ဖိုးများသည် ၁၆ နာရီခန့်တွင် -145 mV (vs. SCE) တွင် အမြင့်ဆုံးရောက်ရှိပြီးနောက် သိသိသာသာ ကျဆင်းသွားပြီး abiotic sample နှင့် P အတွက် အသီးသီး -477 mV (vs. SCE) နှင့် -236 mV (vs. SCE) အထိ ရောက်ရှိခဲ့သည်။ Pseudomonas aeruginosa ကူပွန်များ အသီးသီး။ ၂၄ နာရီအကြာတွင် P. aeruginosa အတွက် 2707 HDSS ၏ Eocp တန်ဖိုးသည် -228 mV (vs. SCE) တွင် အတော်လေးတည်ငြိမ်နေပြီး၊ ဇီဝဗေဒမဟုတ်သော နမူနာများအတွက် သက်ဆိုင်ရာတန်ဖိုးမှာ -442 mV (vs. SCE) ခန့်ဖြစ်သည်။ P. aeruginosa ရှိနေချိန်တွင် Eocp သည် အတော်လေးနိမ့်သည်။
၃၇ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်တွင် abiotic medium နှင့် Pseudomonas aeruginosa ပြုတ်ရည်တွင် HDSS နမူနာ ၂၇၀၇ ခု၏ လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ စမ်းသပ်မှု-
(က) ထိတွေ့မှုအချိန်၏ function အဖြစ် Eocp၊ (ခ) ၁၄ ရက်မြောက်နေ့တွင် polarization curves၊ (ဂ) ထိတွေ့မှုအချိန်၏ function အဖြစ် Rp နှင့် (ဃ) ထိတွေ့မှုအချိန်၏ function အဖြစ် icorr။
ဇယား ၃ တွင် abiotic medium နှင့် Pseudomonas aeruginosa inoculated medium နှင့် ၁၄ ရက်ကြာ ထိတွေ့ထားသော HDSS နမူနာ ၂၇၀၇ ခု၏ electrochemical corrosion parameter တန်ဖိုးများကို ဖော်ပြထားသည်။ စံနည်းလမ်းများ ၃၀,၃၁ အရ corrosion current density (icorr)၊ corrosion potential (Ecorr) နှင့် Tafel slopes (βα နှင့် βc) တို့ကို ရရှိစေသည့် intersections များသို့ ရောက်ရှိရန် anodic နှင့် cathodic curves များ၏ tangents များကို extrapolated လုပ်ခဲ့သည်။
ပုံ ၂ခ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း P. aeruginosa မျဉ်းကွေး၏ အပေါ်သို့ရွေ့လျားမှုသည် abiotic မျဉ်းကွေးနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက Ecorr တိုးလာစေခဲ့သည်။ ချေးခြင်းနှုန်းနှင့် အချိုးကျသော icorr တန်ဖိုးသည် Pseudomonas aeruginosa နမူနာတွင် 0.328 μA cm-2 အထိ မြင့်တက်လာခဲ့ပြီး ဇီဝမဟုတ်သော နမူနာ (0.087 μA cm-2) ထက် လေးဆပိုများခဲ့သည်။
LPR သည် လျင်မြန်စွာ သံချေးတက်ခြင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအတွက် ဂန္ထဝင် ပျက်စီးခြင်းမရှိသော လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒ နည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းကို MIC32 ကို လေ့လာရန်အတွက်လည်း အသုံးပြုခဲ့သည်။ ပုံ ၂ဂ တွင် ထိတွေ့မှုအချိန်၏ လုပ်ဆောင်ချက်အနေဖြင့် polarization resistance (Rp) ကို ပြသထားသည်။ Rp တန်ဖိုးမြင့်မားခြင်းသည် သံချေးတက်မှု နည်းပါးသည်ဟု ဆိုလိုသည်။ ပထမ ၂၄ နာရီအတွင်း 2707 HDSS ၏ Rp သည် abiotic နမူနာများအတွက် အမြင့်ဆုံးတန်ဖိုး 1955 kΩ cm2 နှင့် Pseudomonas aeruginosa နမူနာများအတွက် 1429 kΩ cm2 သို့ ရောက်ရှိခဲ့သည်။ ပုံ ၂ဂ တွင် Rp တန်ဖိုးသည် တစ်ရက်အကြာတွင် လျင်မြန်စွာ ကျဆင်းသွားပြီးနောက် နောက် ၁၃ ရက်ကြာသည်အထိ သိသိသာသာ မပြောင်းလဲဘဲ ရှိနေကြောင်းလည်း ပြသထားသည်။ Pseudomonas aeruginosa နမူနာ၏ Rp တန်ဖိုးသည် 40 kΩ cm2 ခန့်ရှိပြီး ၎င်းသည် ဇီဝမဟုတ်သော နမူနာ၏ 450 kΩ cm2 တန်ဖိုးထက် များစွာနိမ့်သည်။
icorr တန်ဖိုးသည် တသမတ်တည်း ချေးနှုန်းနှင့် အချိုးကျသည်။ ၎င်း၏တန်ဖိုးကို အောက်ပါ Stern-Geary ညီမျှခြင်းမှ တွက်ချက်နိုင်သည်။
Zou et al. 33 ကို လိုက်နာပြီး၊ ဤလုပ်ငန်းတွင် Tafel slope B ၏ ပုံမှန်တန်ဖိုးကို 26 mV/dec ဟု ယူဆထားသည်။ ပုံ 2d တွင် ဇီဝမဟုတ်သော 2707 နမူနာ၏ icorr သည် တည်ငြိမ်နေသော်လည်း P. aeruginosa နမူနာသည် ပထမ 24 နာရီအကြာတွင် သိသိသာသာ အတက်အကျရှိကြောင်း ပြသထားသည်။ P. aeruginosa နမူနာများ၏ icorr တန်ဖိုးများသည် ဇီဝမဟုတ်သော ထိန်းချုပ်မှုများထက် အဆပေါင်းများစွာ မြင့်မားသည်။ ဤလမ်းကြောင်းသည် polarization resistance ရလဒ်များနှင့် ကိုက်ညီသည်။
EIS သည် သံချေးတက်နေသော interface များတွင် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ တုံ့ပြန်မှုများကို ဖော်ပြရန်အသုံးပြုသည့် နောက်ထပ်ပျက်စီးခြင်းမရှိသော နည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ abiotic media နှင့် Pseudomonas aeruginosa solution နှင့်ထိတွေ့ထားသော နမူနာများ၏ impedance spectra များနှင့်တွက်ချက်ထားသော capacitance တန်ဖိုးများ၊ နမူနာ၏မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင်ဖွဲ့စည်းထားသော passive film/biofilm ၏ Rb resistance၊ Rct charge transfer resistance၊ Cdl electric double layer capacitance (EDL) နှင့် QCPE Constant Phase Element (CPE) parameters များ။ ဤ parameters များကို equivalent circuit (EEC) model ကို အသုံးပြု၍ data ကို fitting လုပ်ခြင်းဖြင့် ထပ်မံခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့သည်။
ပုံ ၃ တွင် abiotic medium နှင့် P. aeruginosa ပြုတ်ရည်တွင် incubation time အမျိုးမျိုးအတွက် 2707 HDSS နမူနာများ၏ ပုံမှန် Nyquist plots (a နှင့် b) နှင့် Bode plots (a' နှင့် b') ကို ပြသထားသည်။ Pseudomonas aeruginosa ရှိနေချိန်တွင် Nyquist ring ၏ အချင်းသည် လျော့နည်းသွားသည်။ Bode plot (ပုံ ၃ခ') သည် စုစုပေါင်း impedance ၏ ပမာဏ တိုးလာမှုကို ပြသထားသည်။ relaxation time constant အကြောင်း အချက်အလက်များကို phase maxima မှ ပေးနိုင်သည်။ ပုံ ၄ တွင် monolayer (a) နှင့် bilayer (b) ကို အခြေခံသော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဖွဲ့စည်းပုံများနှင့် ၎င်းတို့၏ သက်ဆိုင်ရာ EEC များကို ပြသထားသည်။ CPE ကို EEC မော်ဒယ်တွင် မိတ်ဆက်ထားသည်။ ၎င်း၏ admittance နှင့် impedance ကို အောက်ပါအတိုင်း ဖော်ပြထားသည်။
2707 HDSS နမူနာ၏ impedance spectrum ကို တပ်ဆင်ရန်အတွက် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ မော်ဒယ်နှစ်ခုနှင့် သက်ဆိုင်ရာ equivalent circuits များ-
Y0 သည် CPE ၏ ပမာဏ၊ j သည် စိတ်ကူးယဉ်နံပါတ် သို့မဟုတ် (-1)1/2၊ ω သည် ထောင့်ကြိမ်နှုန်း၊ နှင့် n သည် unity35 ထက်နည်းသော CPE ပါဝါညွှန်းကိန်းဖြစ်သည်။ အားသွင်းလွှဲပြောင်းမှုခုခံမှု (ဆိုလိုသည်မှာ 1/Rct) ၏ ပြောင်းပြန်သည် ချေးခြင်းနှုန်းနှင့် ကိုက်ညီသည်။ Rct သေးငယ်လေ ချေးခြင်းနှုန်း ပိုမိုမြန်ဆန်လေဖြစ်သည်။27။ 14 ရက်ကြာ incubation ပြီးနောက် Pseudomonas aeruginosa နမူနာများ၏ Rct သည် 32 kΩ cm2 သို့ ရောက်ရှိပြီး ဇီဝဗေဒမဟုတ်သော နမူနာများ၏ 489 kΩ cm2 ထက် များစွာသေးငယ်သည် (ဇယား 4)။
ပုံ ၅ ရှိ CLSM ပုံများနှင့် SEM ပုံများက ၇ ရက်ကြာပြီးနောက် 2707 HDSS နမူနာ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ biofilm ဖုံးအုပ်မှုသည် သိပ်သည်းကြောင်း ရှင်းရှင်းလင်းလင်း ပြသထားသည်။ သို့သော် ၁၄ ရက်ကြာပြီးနောက် biofilm ဖုံးအုပ်မှု နည်းပါးပြီး ဆဲလ်သေအချို့ ပေါ်လာသည်။ ဇယား ၅ တွင် P. aeruginosa နှင့် ၇ ရက်နှင့် ၁၄ ရက်ကြာ ထိတွေ့ပြီးနောက် 2707 HDSS နမူနာများရှိ biofilm အထူကို ပြသထားသည်။ အမြင့်ဆုံး biofilm အထူသည် ၇ ရက်အကြာတွင် 23.4 μm မှ ၁၄ ရက်အကြာတွင် 18.9 μm သို့ ပြောင်းလဲသွားသည်။ ပျမ်းမျှ biofilm အထူသည်လည်း ဤလမ်းကြောင်းကို အတည်ပြုသည်။ ၎င်းသည် ၇ ရက်ကြာပြီးနောက် 22.2 ± 0.7 μm မှ ၁၄ ရက်ကြာပြီးနောက် 17.8 ± 1.0 μm သို့ ကျဆင်းသွားသည်။
(က) ၇ ရက်အကြာတွင် 3-D CLSM ရုပ်ပုံ၊ (ခ) ၁၄ ရက်အကြာတွင် 3-D CLSM ရုပ်ပုံ၊ (ဂ) ၇ ရက်အကြာတွင် SEM ရုပ်ပုံ နှင့် (ဃ) ၁၄ ရက်အကြာတွင် SEM ရုပ်ပုံ။
EDS သည် P. aeruginosa နှင့် ၁၄ ရက်ကြာထိတွေ့ထားသော နမူနာများတွင် biofilms နှင့် corrosion products များရှိ ဓာတုဒြပ်စင်များကို ဖော်ထုတ်ခဲ့သည်။ ပုံ ၆ တွင် biofilms နှင့် corrosion products များတွင် C, N, O နှင့် P ပါဝင်မှုသည် bare metals များတွင်ထက် များစွာပိုမိုမြင့်မားကြောင်း ပြသထားသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ဤဒြပ်စင်များသည် biofilms နှင့် ၎င်းတို့၏ metabolites များနှင့် ဆက်စပ်နေသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ အဏုဇီဝများသည် ခရိုမီယမ်နှင့် သံဓာတ် အနည်းငယ်သာ လိုအပ်ပါသည်။ biofilm နှင့် corrosion products များတွင် Cr နှင့် Fe ပါဝင်မှု မြင့်မားခြင်းသည် သတ္တု matrix တွင် corrosion ကြောင့် ဒြပ်စင်များ ဆုံးရှုံးနေကြောင်း ညွှန်ပြသည်။
၁၄ ရက်အကြာတွင် P. aeruginosa ပါသောနှင့်မပါသော အပေါက်များကို 2216E အလတ်စားတွင် တွေ့ရှိရသည်။ incubation မလုပ်မီ နမူနာမျက်နှာပြင်သည် ချောမွေ့ပြီး အပြစ်အနာအဆာကင်းစင်သည် (ပုံ ၇က)။ biofilm နှင့် corrosion products များကို incubation လုပ်ပြီးနောက် ဖယ်ရှားပြီးနောက် နမူနာများ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အနက်ရှိုင်းဆုံး အပေါက်များကို CLSM အောက်တွင် စစ်ဆေးခဲ့သည်။ ဇီဝဗေဒမဟုတ်သော ထိန်းချုပ်နမူနာများ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ထင်ရှားသော အပေါက်များကို မတွေ့ရှိခဲ့ပါ (အများဆုံး အပေါက်အနက် 0.02 μm)။ Pseudomonas aeruginosa ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော အများဆုံး အပေါက်အနက်မှာ ၇ ရက်အကြာတွင် 0.52 μm နှင့် ၁၄ ရက်အကြာတွင် 0.69 μm ဖြစ်ပြီး နမူနာ ၃ ခု၏ ပျမ်းမျှ အများဆုံး အပေါက်အနက်အပေါ် အခြေခံ၍ (နမူနာတစ်ခုစီအတွက် အများဆုံး အပေါက်အနက်တန်ဖိုး ၁၀ ခုကို ရွေးချယ်ခဲ့သည်) အသီးသီး 0.42 ± 0.12 μm နှင့် 0.52 ± 0.15 μm သို့ ရောက်ရှိခဲ့သည် (ဇယား ၅)။ ဤ အပေါက်အနက်တန်ဖိုးများသည် သေးငယ်သော်လည်း အရေးကြီးပါသည်။
(က) ထိတွေ့မှုမပြုမီ၊ (ခ) abiotic medium တွင် ၁၄ ရက်နှင့် (ဂ) Pseudomonas aeruginosa ပြုတ်ရည်တွင် ၁၄ ရက်။
ပုံ ၈ တွင် နမူနာမျက်နှာပြင်အမျိုးမျိုး၏ XPS ရောင်စဉ်များကို ပြသထားပြီး မျက်နှာပြင်တစ်ခုစီအတွက် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာထားသော ဓာတုဖွဲ့စည်းမှုများကို ဇယား ၆ တွင် အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြထားသည်။ ဇယား ၆ တွင် P. aeruginosa ရှိနေချိန်တွင် Fe နှင့် Cr ၏ အက်တမ်ရာခိုင်နှုန်းများ (နမူနာ A နှင့် B) သည် ဇီဝမဟုတ်သော ထိန်းချုပ်မှုနမူနာများ (နမူနာ C နှင့် D) ထက် များစွာနိမ့်ကျသည်။ P. aeruginosa နမူနာအတွက် Cr 2p core-level spectral curve ကို binding energy (BE) တန်ဖိုးများ 574.4၊ 576.6၊ 578.3 နှင့် 586.8 eV ရှိသော peak အစိတ်အပိုင်းလေးခုနှင့် ကိုက်ညီအောင်ပြုလုပ်ထားပြီး၊ ၎င်းကို Cr၊ Cr2O3၊ CrO3 နှင့် Cr(OH)3 အသီးသီးကြောင့်ဟု ယူဆနိုင်သည် (ပုံ ၉က နှင့် ခ)။ ဇီဝမဟုတ်သော နမူနာများအတွက် Cr 2p core-level spectrum တွင် Cr (BE အတွက် 573.80 eV) နှင့် Cr2O3 (BE အတွက် 575.90 eV) အတွက် အဓိက peak နှစ်ခုပါဝင်သည်။ ပုံ ၉ဂ နှင့် ဃ တွင် အသီးသီးဖော်ပြထားသည်။ abiotic နှင့် P. aeruginosa နမူနာများအကြား အထင်ရှားဆုံး ကွာခြားချက်မှာ biofilm အောက်တွင် Cr6+ ရှိနေခြင်းနှင့် Cr(OH)3 ၏ နှိုင်းရအပိုင်းအစ မြင့်မားခြင်း (BE of 586.8 eV) ဖြစ်သည်။
မီဒီယာနှစ်ခုရှိ 2707 HDSS နမူနာ၏ မျက်နှာပြင်၏ ကျယ်ပြန့်သော XPS ရောင်စဉ်များသည် အသီးသီး ၇ ရက်နှင့် ၁၄ ရက်ဖြစ်သည်။
(က) P. aeruginosa နှင့် ၇ ရက်ကြာ ထိတွေ့မှု၊ (ခ) P. aeruginosa နှင့် ၁၄ ရက်ကြာ ထိတွေ့မှု၊ (ဂ) abiotic medium တွင် ၇ ရက်နှင့် (ဃ) abiotic medium တွင် ၁၄ ရက်။
HDSS သည် ပတ်ဝန်းကျင်အများစုတွင် ချေးခံနိုင်ရည်မြင့်မားမှုကို ပြသထားသည်။ Kim နှင့်အဖွဲ့ ၂ သည် UNS S32707 HDSS ကို PREN ၄၅ ထက်ပိုသော မြင့်မားစွာ သတ္တုစပ် DSS အဖြစ် သတ်မှတ်ကြောင်း ဖော်ပြခဲ့သည်။ ဤလုပ်ငန်းတွင် 2707 HDSS နမူနာ၏ PREN တန်ဖိုးမှာ ၄၉ ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် အက်ဆစ်ဓာတ်နှင့် ကလိုရိုက်ဓာတ်မြင့်မားသော ပတ်ဝန်းကျင်များတွင် အကျိုးရှိစေသော ၎င်း၏ ခရိုမီယမ်ပါဝင်မှု မြင့်မားခြင်းနှင့် မိုလစ်ဒီနမ်နှင့် Ni အဆင့်မြင့်မားခြင်းကြောင့် ဖြစ်သည်။ ထို့အပြင်၊ ဟန်ချက်ညီသော ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် အပြစ်အနာအဆာကင်းသော အဏုဇီဝဖွဲ့စည်းပုံသည် ဖွဲ့စည်းပုံတည်ငြိမ်မှုနှင့် ချေးခံနိုင်ရည်အတွက် အသုံးဝင်သည်။ သို့သော်၊ ၎င်း၏ ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ခံနိုင်ရည် အလွန်ကောင်းမွန်သော်လည်း၊ ဤလုပ်ငန်းတွင် စမ်းသပ်မှုဒေတာများက 2707 HDSS သည် P. aeruginosa biofilms ၏ MIC ကို လုံးဝခံနိုင်ရည်မရှိကြောင်း အကြံပြုထားသည်။
လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာရလဒ်များအရ P. aeruginosa ပြုတ်ရည်တွင် 2707 HDSS ၏ ချေးခြင်းနှုန်းသည် ဇီဝမဟုတ်သောအလတ်စားနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ၁၄ ရက်အကြာတွင် သိသိသာသာမြင့်တက်လာကြောင်း ပြသခဲ့သည်။ ပုံ ၂က တွင်၊ abiotic အလတ်စားနှင့် P. aeruginosa ပြုတ်ရည်နှစ်မျိုးလုံးတွင် ပထမ ၂၄ နာရီအတွင်း Eocp လျော့ကျမှုကို တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ထို့နောက်၊ biofilm သည် နမူနာ၏မျက်နှာပြင်ကို ဖုံးအုပ်မှုပြီးစီးသွားပြီး Eocp သည် တည်ငြိမ်လာသည်။၃၆။ သို့သော်၊ ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ Eocp အဆင့်သည် ဇီဝမဟုတ်သော Eocp ထက် များစွာပိုမိုမြင့်မားသည်။ ဤကွာခြားချက်သည် P. aeruginosa ဇီဝဖလင်ဖွဲ့စည်းခြင်းကြောင့်ဟု ယုံကြည်ရန် အကြောင်းပြချက်ရှိသည်။ ပုံ ၂ဃ တွင်၊ P. aeruginosa ရှိနေချိန်တွင် 2707 HDSS ၏ icorr တန်ဖိုးသည် 0.627 μA cm-2 သို့ရောက်ရှိခဲ့ပြီး၊ abiotic ထိန်းချုပ်မှု (0.063 μA cm-2) ထက် အဆပေါင်းများစွာပိုမိုမြင့်မားပြီး EIS မှတိုင်းတာသော Rct တန်ဖိုးနှင့် ကိုက်ညီသည်။ ပထမရက်အနည်းငယ်အတွင်း၊ P ရှိ impedance တန်ဖိုးများ။ P. aeruginosa ဆဲလ်များ တွယ်ကပ်ခြင်းနှင့် biofilm များဖွဲ့စည်းခြင်းကြောင့် aeruginosa အရည်များ တိုးလာသည်။ သို့သော် biofilm သည် နမူနာ၏ မျက်နှာပြင်ကို လုံးဝဖုံးအုပ်သွားသောအခါ impedance ကျဆင်းသွားသည်။ biofilm များနှင့် biofilm metabolites များဖွဲ့စည်းခြင်းကြောင့် အကာအကွယ်အလွှာကို ဦးစွာတိုက်ခိုက်သည်။ ထို့ကြောင့် ချေးခံနိုင်ရည်သည် အချိန်ကြာလာသည်နှင့်အမျှ လျော့နည်းသွားပြီး P. aeruginosa တွယ်ကပ်ခြင်းသည် ဒေသတွင်းချေးခံနိုင်ရည်ကို ဖြစ်စေသည်။ abiotic media ရှိ ခေတ်ရေစီးကြောင်းများသည် ကွဲပြားသည်။ ဇီဝမဟုတ်သော ထိန်းချုပ်မှု၏ ချေးခံနိုင်ရည်သည် P. aeruginosa အရည်နှင့် ထိတွေ့သော နမူနာများ၏ သက်ဆိုင်ရာတန်ဖိုးထက် များစွာပိုမိုမြင့်မားသည်။ ထို့အပြင် abiotic နမူနာများအတွက် 2707 HDSS ၏ Rct တန်ဖိုးသည် ၁၄ ရက်မြောက်နေ့တွင် 489 kΩ cm2 သို့ရောက်ရှိခဲ့ပြီး P. aeruginosa ရှိနေချိန်တွင် Rct တန်ဖိုး (32 kΩ cm2) ထက် ၁၅ ဆဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် 2707 HDSS သည် ပိုးမွှားကင်းစင်သောပတ်ဝန်းကျင်တွင် ချေးခံနိုင်ရည် အလွန်ကောင်းမွန်သော်လည်း P. aeruginosa biofilms များ၏ MIC တိုက်ခိုက်မှုကို ခံနိုင်ရည်မရှိပါ။
ဤရလဒ်များကို ပုံ ၂ခ ရှိ polarization curves များမှလည်း လေ့လာတွေ့ရှိနိုင်ပါသည်။ anodic branching သည် Pseudomonas aeruginosa biofilm ဖွဲ့စည်းမှုနှင့် သတ္တုဓာတ်တိုးခြင်း ဓာတ်ပြုမှုများကြောင့် ဖြစ်သည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင် cathodic ဓာတ်ပြုမှုသည် အောက်ဆီဂျင် reduction ဖြစ်သည်။ P. aeruginosa ရှိနေခြင်းသည် corrosion current density ကို များစွာတိုးစေပြီး abiotic control ထက် အဆပေါင်းများစွာ မြင့်မားသည်။ ၎င်းသည် P. aeruginosa biofilm သည် 2707 HDSS ၏ localized corrosion ကို တိုးစေကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ Yuan et al29 သည် P. aeruginosa biofilm ၏ စိန်ခေါ်မှုအောက်တွင် 70/30 Cu-Ni alloy ၏ corrosion current density တိုးလာကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ၎င်းသည် Pseudomonas aeruginosa biofilms များမှ အောက်ဆီဂျင်လျှော့ချခြင်း၏ biocatalysis ကြောင့် ဖြစ်နိုင်သည်။ ဤလေ့လာတွေ့ရှိချက်သည် ဤလုပ်ငန်းတွင် 2707 HDSS ၏ MIC ကိုလည်း ရှင်းပြနိုင်သည်။ aerobic biofilms များတွင် ၎င်းတို့အောက်တွင် အောက်ဆီဂျင် နည်းပါးနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ အောက်ဆီဂျင်ဖြင့် သတ္တုမျက်နှာပြင်ကို ပြန်လည် passivate မလုပ်နိုင်ခြင်းမှာ ဤလုပ်ငန်းတွင် MIC အတွက် အထောက်အကူပြုသည့် အချက်တစ်ခု ဖြစ်နိုင်သည်။
Dickinson နှင့်အဖွဲ့ ၃၈ တို့က ဓာတုဗေဒနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒ ဓာတ်ပြုမှုနှုန်းများကို နမူနာမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ sessile ဘက်တီးရီးယားများ၏ ဇီဝဖြစ်စဉ်လှုပ်ရှားမှုနှင့် သံချေးထုတ်ကုန်များ၏ သဘောသဘာဝတို့က တိုက်ရိုက်သက်ရောက်မှုရှိနိုင်ကြောင်း အကြံပြုခဲ့သည်။ ပုံ ၅ နှင့် ဇယား ၅ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ဆဲလ်အရေအတွက်နှင့် biofilm အထူ နှစ်မျိုးလုံးသည် ၁၄ ရက်အကြာတွင် လျော့ကျသွားသည်။ ၎င်းကို ၁၄ ရက်အကြာတွင် 2707 HDSS ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ sessile ဆဲလ်အများစုသည် 2216E အလတ်စားတွင် အာဟာရဓာတ် လျော့နည်းသွားခြင်း သို့မဟုတ် 2707 HDSS မက်ထရစ်မှ အဆိပ်သင့် သတ္တုအိုင်းယွန်းများ ထုတ်လွှတ်ခြင်းကြောင့် သေဆုံးသွားကြောင်း ကျိုးကြောင်းဆီလျော်စွာ ရှင်းပြနိုင်သည်။ ၎င်းသည် အသုတ်စမ်းသပ်မှုများ၏ ကန့်သတ်ချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။
ဤလုပ်ငန်းတွင် P. aeruginosa biofilm သည် 2707 HDSS မျက်နှာပြင်ရှိ biofilm အောက်ရှိ Cr နှင့် Fe လျော့နည်းမှုကို မြှင့်တင်ပေးသည် (ပုံ ၆)။ ဇယား ၆ တွင် နမူနာ C နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက နမူနာ D တွင် Fe နှင့် Cr လျော့ကျမှုသည် P. aeruginosa biofilm ကြောင့် ပျော်ဝင်နေသော Fe နှင့် Cr သည် ပထမ ၇ ရက်ထက် ကျော်လွန်၍ ဆက်လက်တည်ရှိနေကြောင်း ညွှန်ပြသည်။ 2216E အလတ်စားကို ပင်လယ်ပတ်ဝန်းကျင်များကို တုပရန် အသုံးပြုသည်။ ၎င်းတွင် 17700 ppm Cl- ပါဝင်ပြီး သဘာဝပင်လယ်ရေတွင် တွေ့ရှိရသည်နှင့် နှိုင်းယှဉ်နိုင်သည်။ XPS မှ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာထားသော ၇ ရက်နှင့် ၁၄ ရက်ကြာ abiotic နမူနာများတွင် Cr လျော့ကျရခြင်း၏ အဓိကအကြောင်းရင်းမှာ 17700 ppm Cl- ဖြစ်သည်။ P. aeruginosa နမူနာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက abiotic နမူနာများတွင် Cr ပျော်ဝင်မှုသည် abiotic ပတ်ဝန်းကျင်များတွင် 2707 HDSS ၏ Cl− ခုခံမှုပြင်းထန်ခြင်းကြောင့် နည်းပါးသည်။ ပုံ ၉ တွင် passivation film တွင် Cr6+ ရှိနေခြင်းကို ပြသထားသည်။ ၎င်းသည် ပါဝင်ပတ်သက်နိုင်သည်။ Chen နှင့် Clayton မှ အကြံပြုထားသည့်အတိုင်း P. aeruginosa biofilms မှ သံမဏိမျက်နှာပြင်မှ Cr ကို ဖယ်ရှားခြင်း။
ဘက်တီးရီးယားကြီးထွားမှုကြောင့် စိုက်ပျိုးခြင်းမပြုမီနှင့် စိုက်ပျိုးပြီးနောက် အလတ်စား၏ pH တန်ဖိုးများသည် အသီးသီး 7.4 နှင့် 8.2 ရှိသည်။ ထို့ကြောင့် P. aeruginosa ဇီဝအလွှာအောက်တွင်၊ အစုလိုက်အပြုံလိုက်အလတ်စားတွင် pH အတော်လေးမြင့်မားသောကြောင့် အော်ဂဲနစ်အက်ဆစ်ချေးခြင်းသည် ဤလုပ်ငန်းအတွက် အထောက်အကူဖြစ်စေမည့်အချက် မဖြစ်နိုင်ပါ။ ဇီဝမဟုတ်သောထိန်းချုပ်မှုအလတ်စား၏ pH သည် ၁၄ ရက်ကြာ စမ်းသပ်ကာလအတွင်း (ကနဦး 7.4 မှ နောက်ဆုံး 7.5 သို့) သိသိသာသာမပြောင်းလဲပါ။ ပေါက်ဖွားပြီးနောက် ထိုးနှံသည့်အလတ်စားတွင် pH တိုးလာခြင်းသည် P. aeruginosa ၏ ဇီဝဖြစ်စဉ်လှုပ်ရှားမှုကြောင့်ဖြစ်ပြီး စမ်းသပ်စတစ်များမရှိခြင်းတွင် pH အပေါ် အလားတူအကျိုးသက်ရောက်မှုရှိကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။
ပုံ ၇ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း P. aeruginosa biofilm ကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသော အမြင့်ဆုံး pit အနက်မှာ 0.69 μm ဖြစ်ပြီး abiotic medium (0.02 μm) ထက် များစွာပိုကြီးပါသည်။ ၎င်းသည် အထက်တွင်ဖော်ပြထားသော electrochemical data နှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ 0.69 μm pit အနက်သည် တူညီသောအခြေအနေများအောက်တွင် 2205 DSS အတွက် တင်ပြထားသော 9.5 μm တန်ဖိုးထက် ဆယ်ဆကျော်သေးငယ်ပါသည်။ ဤ data များက 2707 HDSS သည် 2205 DSS နှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက MIC ခံနိုင်ရည်ပိုမိုကောင်းမွန်ကြောင်းပြသသည်။ 2707 HDSS တွင် ခရိုမီယမ်ပါဝင်မှုပိုမိုမြင့်မားပြီး အန္တရာယ်ရှိသော ဒုတိယအဆင့် precipitates များမပါဘဲ မျှတသော phase structure ကြောင့် P. aeruginosa အတွက် depassivate ပြုလုပ်ရန်နှင့် eclipse စတင်ရန်ခက်ခဲစေသောကြောင့် ၎င်းသည် အံ့သြစရာမဟုတ်ပါ။
အဆုံးသတ်အနေနဲ့၊ abiotic media မှာ နည်းပါးတဲ့ pitting နဲ့ နှိုင်းယှဉ်ရင် P. aeruginosa ဟင်းရည်မှာ 2707 HDSS ရဲ့ မျက်နှာပြင်ပေါ်မှာ MIC pitting ကို တွေ့ရှိခဲ့ရပါတယ်။ ဒီလုပ်ငန်းက 2707 HDSS ဟာ 2205 DSS ထက် MIC ခံနိုင်ရည် ပိုကောင်းပေမယ့် P. aeruginosa biofilm ကြောင့် MIC ကို အပြည့်အဝ ခံနိုင်ရည် မရှိဘူးလို့ ပြသနေပါတယ်။ ဒီတွေ့ရှိချက်တွေက သင့်တော်တဲ့ stainless steel တွေကို ရွေးချယ်ရာမှာနဲ့ marine environment အတွက် ခန့်မှန်းသက်တမ်းမှာ အထောက်အကူ ပြုပါတယ်။
2707 HDSS အတွက် ကူပွန်ကို တရုတ်နိုင်ငံ၊ ရှန်ယန်မြို့ရှိ အရှေ့မြောက်ပိုင်းတက္ကသိုလ်၊ သတ္တုဗေဒကျောင်း (NEU) မှ ပေးအပ်သည်။ 2707 HDSS ၏ ဒြပ်စင်ဖွဲ့စည်းမှုကို NEU ပစ္စည်းခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းနှင့် စမ်းသပ်ခြင်းဌာနမှ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့သော ဇယား ၁ တွင် ပြသထားသည်။ နမူနာအားလုံးကို 1180 °C တွင် 1 နာရီကြာ အရည်ဖြင့် ကုသခဲ့သည်။ သံချေးတက်ခြင်းစမ်းသပ်မှုမပြုလုပ်မီ၊ အပေါ်ယံမျက်နှာပြင်ဧရိယာ 1 cm2 ရှိသော ဒင်္ဂါးပြားပုံသဏ္ဌာန် 2707 HDSS ကို ဆီလီကွန်ကာဗိုက်စက္ကူဖြင့် 2000 grit အထိ ပွတ်တိုက်ပြီး 0.05 μm Al2O3 အမှုန့်ဆိုင်းထိန်းစနစ်ဖြင့် ထပ်မံပွတ်တိုက်ခဲ့သည်။ ဘေးနှစ်ဖက်နှင့် အောက်ခြေကို inert ဆေးဖြင့် ကာကွယ်ထားသည်။ အခြောက်ခံပြီးနောက်၊ နမူနာများကို ပိုးသတ်ထားသော deionized ရေဖြင့် ဆေးကြောပြီး 75% (v/v) အီသနောဖြင့် 0.5 နာရီကြာ ပိုးသတ်ခဲ့သည်။ ထို့နောက် အသုံးမပြုမီ ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် (UV) အောက်တွင် 0.5 နာရီကြာ လေမှုတ်အခြောက်ခံခဲ့သည်။
Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 မျိုးကွဲကို တရုတ်နိုင်ငံ၊ Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC) မှ ဝယ်ယူခဲ့သည်။ Pseudomonas aeruginosa ကို Marine 2216E အရည်အလတ်စား (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China) ကို အသုံးပြု၍ 37°C တွင် 250 ml flasks နှင့် 500 ml electrochemical glass cells များတွင် aerobic နည်းဖြင့် ကြီးထွားစေခဲ့သည်။ အလတ်စား (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 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4၊ ပက်ပ်တုန်း ၅.၀၊ တဆေးထုတ်ယူမှု ၁.၀ နှင့် ဖယ်ရစ်စီထရိတ် ၀.၁။ ကူးစက်ခြင်းမပြုမီ ၁၂၁°C တွင် မိနစ် ၂၀ ကြာ အော်တိုကလဗ်လုပ်ပါ။ အလင်းအဏုကြည့်မှန်ပြောင်းအောက်ရှိ ဟေမိုဆိုက်တိုမီတာကို အသုံးပြု၍ sessile နှင့် planktonic ဆဲလ်များကို ၄၀၀ ဆ ချဲ့ထွင်ခြင်းဖြင့် ရေတွက်ပါ။ planktonic Pseudomonas aeruginosa ကူးစက်ပြီးပြီးချင်း ဆဲလ်များ၏ ကနဦးပါဝင်မှုသည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် ဆဲလ်/ml ၁၀၆ ဆဲလ်ဖြစ်သည်။
လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ စစ်ဆေးမှုများကို 500 ml အလတ်စား ပမာဏရှိသော ဂန္ထဝင် three-electrode ဖန်ဆဲလ်တွင် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ ပလက်တီနမ်စာရွက်နှင့် saturated calomel electrode (SCE) ကို ဆားတံတားများဖြင့် ပြည့်နေသော Luggin capillaries များမှတစ်ဆင့် reactor နှင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး counter electrodes နှင့် reference electrodes အဖြစ် အသီးသီး ဆောင်ရွက်သည်။ အလုပ်လုပ်သော electrodes များပြုလုပ်ရန်အတွက် ရော်ဘာဖြင့် အုပ်ထားသော ကြေးနီဝါယာကြိုးကို နမူနာတစ်ခုစီတွင် တွဲထားပြီး epoxy ဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားပြီး အလုပ်လုပ်သော electrode အတွက် ပေါ်လွင်နေသော single-sided မျက်နှာပြင်ဧရိယာ 1 cm2 ခန့် ချန်ထားခဲ့သည်။ လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ တိုင်းတာမှုများအတွင်း နမူနာများကို 2216E medium တွင် ထည့်ပြီး ရေကန်ထဲတွင် incubation အပူချိန် (37 °C) တွင် ထိန်းသိမ်းထားခဲ့သည်။ OCP၊ LPR၊ EIS နှင့် potential dynamic polarization data များကို Autolab potentiostat (Reference 600TM၊ Gamry Instruments, Inc., USA) ကို အသုံးပြု၍ တိုင်းတာခဲ့သည်။ LPR စစ်ဆေးမှုများကို Eocp ဖြင့် -5 နှင့် 5 mV အကွာအဝေးတွင် 0.125 mV s-1 scan rate ဖြင့် 1 Hz sampling frequency ဖြင့် မှတ်တမ်းတင်ခဲ့သည်။ EIS ကို frequency တွင် sine wave ဖြင့် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ steady state Eocp တွင် 5 mV အသုံးချဗို့အားကို အသုံးပြု၍ 0.01 မှ 10,000 Hz အကွာအဝေး။ potential sweep မတိုင်မီတွင်၊ electrodes များသည် တည်ငြိမ်သော free corrosion potential တန်ဖိုးမရောက်မချင်း open-circuit mode တွင်ရှိနေခဲ့သည်။ ထို့နောက် polarization curves များကို 0.166 mV/s scan rate တွင် Eocp နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက -0.2 မှ 1.5 V အထိ လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ စမ်းသပ်မှုတစ်ခုစီကို P. aeruginosa ပါသည့်နှင့်မပါသည့် ၃ ကြိမ်ပြုလုပ်ခဲ့သည်။
သတ္တုဗေဒ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအတွက် နမူနာများကို 2000 grit စိုစွတ်သော SiC စက္ကူဖြင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ඔප දැමීමပြီးနောက် မျက်စိဖြင့် လေ့လာနိုင်ရန်အတွက် 0.05 μm Al2O3 အမှုန့်ရည်ဖြင့် ဆက်လက် ඔප දැමීම ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ သတ္တုဗေဒ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို မျက်စိဖြင့် မိုက်ခရိုစကုပ်ကို အသုံးပြု၍ ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ နမူနာများကို 10 wt.% ပိုတက်စီယမ်ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ် ပျော်ရည် 43 ဖြင့် ထွင်းထုခဲ့သည်။
incubation ပြုလုပ်ပြီးနောက်၊ နမူနာများကို phosphate-buffered saline (PBS) solution (pH 7.4 ± 0.2) ဖြင့် ၃ ကြိမ်ဆေးကြောပြီးနောက် biofilm များကို ပြုပြင်ရန်အတွက် 2.5% (v/v) glutaraldehyde ဖြင့် ၁၀ နာရီကြာ ပြုပြင်ခဲ့သည်။ ထို့နောက် လေဖြင့် အခြောက်ခံခြင်းမပြုမီ အဆင့်သတ်မှတ်ထားသော series (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% နှင့် 100% v/v) ethanol ဖြင့် အခြောက်ခံခဲ့သည်။ နောက်ဆုံးတွင်၊ SEM လေ့လာမှုအတွက် conductivity ပေးစွမ်းနိုင်ရန် နမူနာ၏ မျက်နှာပြင်ကို ရွှေဖလင်ဖြင့် ဖြန်းထားသည်။ SEM ပုံရိပ်များကို နမူနာတစ်ခုစီ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ P. aeruginosa ဆဲလ်များ အများဆုံးရှိသော အစက်အပြောက်များတွင် အာရုံစိုက်ခဲ့သည်။ ဓာတုဒြပ်စင်များကို ရှာဖွေရန် EDS ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို လုပ်ဆောင်ပါ။ တွင်းအနက်ကို တိုင်းတာရန် Zeiss Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germany) ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ biofilm အောက်ရှိ corrosion pit များကို လေ့လာရန်အတွက် စမ်းသပ်အပိုင်းကို တရုတ်အမျိုးသားစံနှုန်းနှင့်အညီ ဦးစွာ သန့်စင်ခဲ့သည်။ စမ်းသပ်အပိုင်းအစ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ ချေးချွတ်ပစ္စည်းများနှင့် ဇီဝအလွှာကို ဖယ်ရှားရန်အတွက် စံသတ်မှတ်ချက် (CNS) GB/T4334.4-2000။
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS၊ ESCALAB250 မျက်နှာပြင်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုစနစ်၊ Thermo VG၊ USA) ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကို monochromatic X-ray source (1500 eV စွမ်းအင်နှင့် 150 W ပါဝါရှိ အလူမီနီယမ် Kα လိုင်း) ကို အသုံးပြု၍ စံအခြေအနေ –1350 eV အောက်ရှိ ကျယ်ပြန့်သော binding energy range 0 တွင် ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ မြင့်မားသော resolution ရှိသော spectra များကို 50 eV pass စွမ်းအင်နှင့် 0.2 eV step size ကို အသုံးပြု၍ မှတ်တမ်းတင်ခဲ့သည်။
ပျိုးထားသော နမူနာများကို ဖယ်ရှားပြီး PBS (pH 7.4 ± 0.2) ဖြင့် ၁၅ စက္ကန့် ၄၅ စက္ကန့်ကြာ ညင်သာစွာ ဆေးကြောခဲ့သည်။ နမူနာများပေါ်ရှိ biofilm များ၏ ဘက်တီးရီးယား အသက်ရှင်နိုင်မှုကို လေ့လာရန်အတွက် biofilm များကို LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA) ကို အသုံးပြု၍ အရောင်ဆိုးခဲ့သည်။ ဤကိရိယာတွင် fluorescent ဆိုးဆေးနှစ်မျိုးပါဝင်ပြီး အစိမ်းရောင် fluorescent SYTO-9 ဆိုးဆေးနှင့် အနီရောင် fluorescent propidium iodide (PI) ဆိုးဆေးတို့ ပါဝင်သည်။ CLSM အောက်တွင် fluorescent အစိမ်းရောင်နှင့် အနီရောင်ရှိသော အစက်များသည် အသက်ရှင်သောဆဲလ်နှင့် သေဆုံးသောဆဲလ်များကို အသီးသီးကိုယ်စားပြုသည်။ အရောင်ဆိုးရန်အတွက် SYTO-9 ၃ μl နှင့် PI ပျော်ရည် ၃ μl ပါဝင်သော ၁ ml ရောစပ်ထားသော အရောအနှောကို အခန်းအပူချိန် (၂၃ oC) တွင် မှောင်မိုက်သောနေရာတွင် ၂၀ မိနစ်ခန့် ပျိုးထားသည်။ ထို့နောက် Nikon CLSM စက် (C2 Plus, Nikon, Japan) ကို အသုံးပြု၍ အရောင်ဆိုးထားသော နမူနာများကို လှိုင်းအလျားနှစ်ခု (အသက်ရှင်သောဆဲလ်များအတွက် ၄၈၈ nm နှင့် သေဆုံးသောဆဲလ်များအတွက် ၅၅၉ nm) တွင် လေ့လာခဲ့သည်။ Biofilm အထူကို 3-D scanning mode ဖြင့် တိုင်းတာခဲ့သည်။
ဤဆောင်းပါးကို မည်သို့ကိုးကားရမည်နည်း- Li, H. et al. ရေကြောင်း Pseudomonas aeruginosa biofilm မှ 2707 super duplex stainless steel ၏ အဏုဇီဝချေးခြင်း။science.Rep. 6, 20190; doi: 10.1038/srep20190 (2016)။
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. thiosulfate.coros.science.80, 205–212 (2014) ရှိနေချိန်တွင် ကလိုရိုက်ပျော်ရည်တွင် LDX 2101 duplex stainless steel ၏ ဖိစီးမှုဒဏ်ကြောင့် ချေးခြင်းကွဲအက်ခြင်း။
Kim၊ ST၊ Jang၊ SH၊ Lee၊ IS & Park၊ YS ဒိုင်ကာဓာတ်ငွေ့တွင် ပျော်ရည်အပူပေးခြင်းနှင့် နိုက်ထရိုဂျင်၏ super duplex stainless steel welds များ၏ pitting corrosion ခံနိုင်ရည်အပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှု။coros.science.53၊ 1939–1947 (2011)။
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 316L သံမဏိတွင် အဏုဇီဝနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒနည်းဖြင့် လှုံ့ဆော်ပေးသော Pitting Corrosion ၏ နှိုင်းယှဉ်ဓာတုဗေဒလေ့လာမှု။coros.science.45, 2577–2595 (2003)။
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. ကလိုရိုက်ရှိနေချိန်တွင် pH အမျိုးမျိုးရှိသော အယ်ကာလိုင်းပျော်ရည်များတွင် 2205 duplex stainless steel ၏ လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာအပြုအမူ။ Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI ရေကြောင်းဇီဝအလွှာများ၏ သံချေးတက်ခြင်းအပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှု- အကျဉ်းချုပ် ပြန်လည်သုံးသပ်ချက်။ Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008)။