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O le 'ele'ele o siama (MIC) o se fa'afitauli matuia i le tele o alamanuia aua e mafai ona mafua ai ni gau tele tau tamaoaiga. O le u'amea 'ese'ese super duplex 2707 (2707 HDSS) ua fa'aaogaina i siosiomaga o le sami ona o lona tete'e lelei i vaila'au. Peita'i, e le'i fa'aalia fa'ata'ita'iga lona tete'e i le MIC. I lenei su'esu'ega, na su'esu'eina ai le amioga MIC a le 2707 HDSS na mafua mai i le siama aerobic o le sami Pseudomonas aeruginosa. Na fa'aalia i le au'ili'iliga eletise o le i ai o le biofilm a le Pseudomonas aeruginosa i le 2216E medium, sa i ai se suiga lelei i le gafatia o le 'ele'ele ma le fa'ateleina o le mamafa o le tafe o le 'ele'ele. Na fa'aalia i le au'ili'iliga o le X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) le fa'aitiitia o le aofa'i o le Cr i luga o le fa'ata'ita'iga i lalo o le biofilm. Na fa'aalia i le au'ili'iliga o ata o lua na maua ai e le biofilm a le P. aeruginosa le loloto maualuga o le lua e 0.69 μm i le 14 aso o le fa'asusuina. E ui o se mea la'ititi lenei, ae o lo'o fa'ailoa mai ai e le o atoatoa le puipuiga o le 2707 HDSS mai le MIC o ata tifaga o le P. aeruginosa.
E fa'aaogaina lautele u'amea e le gaoia (DSS) i pisinisi eseese ona o lo latou tu'ufa'atasiga lelei o meatotino fa'ainisinia sili ona lelei ma le tete'e atu i le 'ele1,2. Peita'i, e tupu pea le pitting i le lotoifale ma e a'afia ai le tulaga lelei o lenei u'amea3,4. E le tete'e le DSS i le 'ele o siama (MIC)5,6. E ui i le lautele o fa'aoga o le DSS, ae o lo'o i ai pea siosiomaga e le lava ai le tete'e atu o le DSS i le 'ele mo se taimi umi. O lona uiga e mana'omia mea e sili atu ona taugata ma le tete'e atu i le 'ele maualuga. Na maua e Jeon ma isi e o'o lava i u'amea e le gaoia super duplex (SDSS) e iai ni fa'atapula'a i tulaga o le tete'e atu i le 'ele. O le mea lea, e mana'omia u'amea e le gaoia super duplex (HDSS) ma le tete'e atu i le 'ele maualuga i nisi fa'aoga. O lenei mea na mafua ai ona atina'e le HDSS ua fa'apipi'iina i le tele o u'amea.
O le tete'e atu o le DSS i le 'ele e fa'alagolago i le fua fa'atatau o vaega alpha ma gamma ma vaega ua fa'aitiitia o le Cr, Mo ma le W 8, 9, 10 e lata ane i le vaega lona lua. O lo'o iai i le HDSS le tele o le Cr, Mo ma le N11, o lea e sili ai lona tete'e atu i le 'ele ma le maualuga o le tau (45-50) Pitting Resistance Equivalent Number (PREN), e fuafua i le wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12. O lona tete'e atu i le 'ele e fa'alagolago i se tu'ufa'atasiga paleni e aofia ai le tusa ma le 50% ferrite (α) ma le 50% austenite (γ) vaega, o le HDSS e sili atu ona lelei meatotino fa'ainisinia ma maualuga atu le tete'e nai lo le DSS masani 13. O meatotino 'ele o le chloride. O le fa'aleleia atili o le tete'e atu i le 'ele e fa'alauteleina ai le fa'aaogaina o le HDSS i siosiomaga chloride e sili atu ona 'ele, e pei o siosiomaga o le sami.
O MIC o se faʻafitauli tele i le tele o alamanuia e pei o le suauʻu ma le kesi ma le vai14. O le MIC e mafua mai i le 20% o faʻaleagaina uma o le ele15. O le MIC o le ele bioelectrochemical e mafai ona matauina i le tele o siosiomaga. O biofilms e fausia i luga o uʻamea e suia ai tulaga eletise, ma aʻafia ai le faagasologa o le ele. E talitonuina lautele o le ele MIC e mafua mai i biofilms. O meaola ninii eletise e eleina uʻamea ina ia maua ai le malosi e ola ai17. O suʻesuʻega talu ai nei a le MIC ua faʻaalia ai o le EET (extracellular electron transfer) o le mea e faʻatapulaʻaina ai le saoasaoa i le MIC e mafua mai i meaola ninii eletise. Na faʻaalia e Zhang et al. 18 o electron mediators e faʻavavevaveina le fesiitaiga o eletise i le va o sela Desulfovibrio sessificans ma le uʻamea e le gaoia 304, e oʻo atu ai i le osofaʻiga MIC sili atu ona ogaoga. Na faʻaalia e Enning et al. 19 ma Venzlaff et al. 20 e mafai e corrosive sulfate-reducing bacteria (SRB) biofilms ona mitiia saʻo eletise mai substrates uʻamea, ma iʻu ai i le ele tele o le pitting.
Ua lauiloa le DSS i le faigofie ona a'afia i le MIC i siosiomaga o lo'o iai le SRB, siama e fa'aitiitia ai le u'amea (IRB), ma isi. 21. O nei siama e mafua ai ni pitting fa'alotoifale i luga o luga o le DSS i lalo o biofilms22,23. E le pei o le DSS, o le MIC o le HDSS24 e le o iloa lelei.
O le Pseudomonas aeruginosa o se siama e foliga i le tootoo e leai se kalama e salalau solo i le natura25. O le Pseudomonas aeruginosa o se vaega tele o siama i le siosiomaga o le gataifale, e mafua ai le MIC i le u'amea. E a'afia vavalalata Pseudomonas i faiga o le 'ele ma ua lauiloa o se paionia o le kolone i le taimi o le fausiaina o biofilm. Na fa'aalia e Mahat et al. 28 ma Yuan et al. 29 o le Pseudomonas aeruginosa e iai sona uiga e fa'ateleina ai le fua faatatau o le 'ele o u'amea vaivai ma 'apamemea i siosiomaga vai.
O le autū autū o lenei galuega o le suʻesuʻeina lea o meatotino MIC o le 2707 HDSS na mafua mai i le siama aerobic o le sami Pseudomonas aeruginosa e faʻaaoga ai metotia eletise, metotia suʻesuʻe o luga ma le suʻesuʻega o oloa ele. Na faia suʻesuʻega eletise e aofia ai le Open Circuit Potential (OCP), Linear Polarization Resistance (LPR), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), ma le Potential Dynamic Polarization e suʻesuʻe ai le amioga MIC o le 2707 HDSS. Na faia le suʻesuʻega o le energy dispersive spectrometer (EDS) e suʻe ai elemene vailaʻau i luga o le luga ua ele. I se faʻaopoopoga, na faʻaaogaina le suʻesuʻega o le X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) e iloa ai le mautu o le oxide film passivation i lalo o le faatosinaga o se siosiomaga o le sami o loʻo i ai Pseudomonas aeruginosa. Na fuaina le loloto o le lua i lalo o se confocal laser scanning microscope (CLSM).
O le Laulau 1 o loʻo lisiina ai le tuufaatasiga faʻakemikolo o le 2707 HDSS. O loʻo faʻaalia i le Laulau 2 o le 2707 HDSS e iai ona meatotino faʻainisinia lelei tele ma le malosi e maua mai ai le 650 MPa. O loʻo faʻaalia i le Ata 1 le fausaga faʻapitoa o le vailaʻau na togafitia i le vevela o le 2707 HDSS. O fusi uumi o vaega austenite ma ferrite e aunoa ma vaega lona lua e mafai ona vaʻaia i le fausaga o loʻo iai le tusa ma le 50% austenite ma le 50% vaega ferrite.
O loʻo faʻaalia i le Ata 2a le avanoa tatala o le matagaluega (Eocp) e faʻatusatusa i faʻamaumauga o le taimi e faʻaalia ai mo le 2707 HDSS i le abiotic 2216E medium ma le P. aeruginosa broth mo le 14 aso i le 37 °C. O loʻo faʻaalia ai o le suiga tele ma taua i le Eocp e tupu i totonu o le 24 itula muamua. O tau o le Eocp i tulaga uma e lua na oʻo atu i le -145 mV (vs. SCE) pe tusa o le 16 itula ona pa'ū faʻafuaseʻi lea, ma oʻo atu i le -477 mV (vs. SCE) ma le -236 mV (vs. SCE) mo le faʻataʻitaʻiga abiotic ma le P, i le faʻasologa). O kuponi a le Pseudomonas aeruginosa, i le faasologa lava lea. Ina ua mavae le 24 itula, o le tau o le Eocp o le 2707 HDSS mo le P. aeruginosa sa mautu lava i le -228 mV (vs. SCE), ae o le tau tutusa mo faʻataʻitaʻiga e le o ni mea faʻaola sa tusa ma le -442 mV (vs. SCE). O le Eocp i le i ai o le P. aeruginosa sa matua maualalo lava.
Su'ega eletise o fa'ata'ita'iga HDSS e 2707 i totonu o se mea e leai se abiotic ma le supo Pseudomonas aeruginosa i le 37 °C:
(a) Eocp e fai ma galuega tauave o le taimi e faʻaalia ai, (b) piʻo o le polarization i le aso 14, (c) Rp e fai ma galuega tauave o le taimi e faʻaalia ai ma le (d) icorr e fai ma galuega tauave o le taimi e faʻaalia ai.
O lo'o lisiina i le Laulau 3 ia tau o le eletise o le pala o fa'ata'ita'iga HDSS e 2707 na fa'aalia i le abiotic medium ma le Pseudomonas aeruginosa i totonu o le medium mo le 14 aso. O le tangents o le anodic ma le cathodic curves na fa'alauteleina ina ia taunu'u atu i le fetaulaiga'iga e maua ai le corrosion current density (icorr), corrosion potential (Ecorr) ma le Tafel slopes (βα ma le βc) e tusa ai ma metotia masani 30,31.
E pei ona faaalia i le Ata 2b, o le siitia i luga o le pi'o o le P. aeruginosa na mafua ai ona faateleina le Ecorr pe a faatusatusa i le pi'o abiotic. O le tau o le icorr, lea e tutusa ma le fua faatatau o le ele, na faateleina i le 0.328 μA cm-2 i le faataitaiga o le Pseudomonas aeruginosa, e fa taimi le umi nai lo le faataitaiga e le o ni mea ola (0.087 μA cm-2).
O le LPR o se metotia eletise masani e le fa'aleagaina mo le su'esu'eina vave o le 'ele. Sa fa'aaogaina fo'i e su'esu'e ai le MIC32. O lo'o fa'aalia i le Ata 2c le tete'e o le polarization (Rp) e fai ma galuega tauave o le taimi e fa'aalia ai. O le maualuga o le tau o le Rp o lona uiga o le itiiti ifo o le 'ele. I totonu o le 24 itula muamua, o le Rp o le 2707 HDSS na o'o atu i le maualuga o le 1955 kΩ cm2 mo fa'ata'ita'iga abiotic ma le 1429 kΩ cm2 mo fa'ata'ita'iga Pseudomonas aeruginosa. O lo'o fa'aalia fo'i i le Ata 2c o le vave fa'aitiitia o le tau o le Rp pe a mavae le aso e tasi ona tumau ai lea e le'i suia mo le isi 13 aso. O le tau o le Rp o le fa'ata'ita'iga Pseudomonas aeruginosa e tusa ma le 40 kΩ cm2, lea e matua maualalo ifo nai lo le tau o le 450 kΩ cm2 o le fa'ata'ita'iga e le o ni mea fa'aleola.
E tutusa le tau o le icorr ma le fua faatatau tutusa o le ele. E mafai ona fuafuaina lona tau mai le fua faatatau Stern-Geary lea,
I le mulimuli ai ia Zou et al. 33, o se tau masani o le Tafel slope B i lenei galuega na manatu o le 26 mV/dec. O loʻo faʻaalia i le Ata 2d o le icorr o le faʻataʻitaʻiga e le o ni mea faʻaola 2707 na tumau pea le mautu, ae o le faʻataʻitaʻiga P. aeruginosa na matua fesuisuiaʻi lava ina ua mavae le 24 itula muamua. O tau icorr o faʻataʻitaʻiga P. aeruginosa sa sili atu le maualuga nai lo faʻataʻitaʻiga e le o ni mea faʻaola. O lenei aga e ogatasi ma taunuuga o le teteʻe atu i le polarization.
O le EIS o se isi metotia e le fa'aleagaina e fa'aaogaina e fa'ailoa ai tali eletise i vaega ua pala. O le impedance spectra ma le fuafuaina o tau o le capacitance o fa'ata'ita'iga ua fa'aalia i ala o fa'asalalauga abiotic ma le fofo Pseudomonas aeruginosa, le tete'e Rb o le passive film/biofilm na fausia i luga o le fogāeleele o le fa'ata'ita'iga, le tete'e o le Rct charge transfer, le Cdl electric double layer capacitance (EDL) ma le QCPE Constant Phase Element (CPE) parameters. O nei parameters na toe iloiloina e ala i le fa'afetauiina o fa'amatalaga e fa'aaoga ai se fa'ata'ita'iga tutusa o le matagaluega (EEC).
O le Ata 3 o loʻo faʻaalia ai ata masani o Nyquist (a ma le b) ma ata o Bode (a' ma le b') o faʻataʻitaʻiga HDSS e 2707 i totonu o le abiotic medium ma le P. aeruginosa broth mo taimi eseese o le incubation. O le lautele o le mama Nyquist e faʻaitiitia i le i ai o Pseudomonas aeruginosa. O le ata o Bode (Ata 3b') o loʻo faʻaalia ai le faʻateleina o le tele o le impedance atoa. O faʻamatalaga i luga o le relaxation time constant e mafai ona tuʻuina atu e le phase maxima. O le Ata 4 o loʻo faʻaalia ai fausaga faʻaletino e faʻavae i luga o le monolayer (a) ma le bilayer (b) ma a latou EECs talafeagai. O le CPE ua faʻaofiina i totonu o le faʻataʻitaʻiga EEC. O lona admittance ma le impedance ua faʻaalia e pei ona taua i lalo:
Faʻataʻitaʻiga faaletino e lua ma matagaluega tutusa mo le faʻafetauiina o le impedance spectrum o le faʻataʻitaʻiga 2707 HDSS:
lea o le Y0 o le tele o le CPE, o le j o le numera fa'atusa po'o le (-1)1/2, o le ω o le angular frequency, ma o le n o le CPE power index e itiiti ifo i le unity35. O le inverse o le charge transfer resistance (ie 1/Rct) e fetaui ma le corrosion rate. O le Rct la'ititi o lona uiga o le saoasaoa o le corrosion rate27. A mae'a aso e 14 o le incubation, o le Rct o fa'ata'ita'iga Pseudomonas aeruginosa na o'o atu i le 32 kΩ cm2, e la'ititi tele nai lo le 489 kΩ cm2 o fa'ata'ita'iga e le o ni mea fa'aola (Table 4).
O ata CLSM ma ata SEM i le Ata 5 o loʻo faʻaalia manino ai o le ufiufi o le biofilm i luga o le fogāeleele o le 2707 HDSS specimen ina ua mavae aso e 7 e mafiafia. Peitaʻi, ina ua mavae aso e 14, sa itiiti le ufiufi o le biofilm ma ua aliali mai ni sela ua mate. O loʻo faʻaalia i le Laulau 5 le mafiafia o le biofilm i luga o le 2707 HDSS specimen ina ua maeʻa ona faʻaalia i le P. aeruginosa mo aso e 7 ma le 14. O le mafiafia maualuga o le biofilm na suia mai le 23.4 μm ina ua mavae aso e 7 i le 18.9 μm ina ua mavae aso e 14. O le mafiafia averesi o le biofilm na faʻamaonia ai foʻi lenei aga. Na faʻaitiitia mai le 22.2 ± 0.7 μm ina ua mavae aso e 7 i le 17.8 ± 1.0 μm ina ua mavae aso e 14.
(a) Ata 3-D CLSM pe a mavae aso e 7, (b) Ata 3-D CLSM pe a mavae aso e 14, (c) Ata SEM pe a mavae aso e 7 ma le (d) Ata SEM pe a mavae aso e 14.
Na faʻaalia e le EDS elemene faʻakemikolo i totonu o biofilms ma oloa ele i luga o faʻataʻitaʻiga na faʻaalia i le P. aeruginosa mo le 14 aso. O loʻo faʻaalia i le Ata 6 o le aofaʻi o le C, N, O, ma le P i totonu o biofilms ma oloa ele e sili atu le maualuga nai lo le aofaʻi o uʻamea e leai ni mea, aua o nei elemene e fesoʻotaʻi ma biofilms ma a latou metabolites. E naʻo sina vaega itiiti o le chromium ma le uʻamea e manaʻomia e microbes. O le maualuga o le Cr ma le Fe i totonu o le biofilm ma oloa ele i luga o le fogāeleele o faʻataʻitaʻiga e faʻaalia ai ua leiloa elemene o le uʻamea ona o le ele.
A maeʻa aso e 14, na matauina ai le faʻaputuina o pu i le P. aeruginosa ma le leai foi i le 2216E. Aʻo leʻi faʻasusuina, sa lamolemole le fogāeleele o le faʻataʻitaʻiga ma e leai ni faʻaletonu (Ata 7a). A maeʻa ona faʻasusuina ma aveese le biofilm ma oloa ele, o pu loloto i luga o le fogāeleele o faʻataʻitaʻiga na suʻesuʻeina i lalo o le CLSM, e pei ona faʻaalia i le Ata 7b ma le c. E leai ni pu manino na maua i luga o le fogāeleele o faʻataʻitaʻiga faʻatonutonu e le o ni mea faʻaola (loloto maualuga o le lua 0.02 μm). O le loloto maualuga o le lua na mafua mai i le Pseudomonas aeruginosa o le 0.52 μm pe a maeʻa aso e 7 ma le 0.69 μm pe a maeʻa aso e 14, e faʻatatau i le averesi o le loloto maualuga o le lua o faʻataʻitaʻiga e 3 (10 tau maualuga o le loloto o le lua na filifilia mo faʻataʻitaʻiga taʻitasi) na oʻo atu i le 0.42 ± 0.12 μm ma le 0.52 ± 0.15 μm, i le faasologa (Laulau 5). O nei tau loloto o le lua e laiti ae taua.
(a) A'o le'i fa'aalia, (b) 14 aso i totonu o se vaila'au abiotic ma le (c) 14 aso i le supo Pseudomonas aeruginosa.
O loʻo faʻaalia i le Ata 8 le XPS spectra o foliga eseese o faʻataʻitaʻiga, ma o faʻaputuga vailaʻau na suʻesuʻeina mo foliga taʻitasi o loʻo aoteleina i le Laulau 6. I le Laulau 6, o pasene atomika o le Fe ma le Cr i le i ai o le P. aeruginosa (faʻataʻitaʻiga A ma le B) e matua maualalo ifo nai lo faʻataʻitaʻiga e le o ni faʻaolaola (faʻataʻitaʻiga C ma le D). Mo le faʻataʻitaʻiga P. aeruginosa, o le Cr 2p core-level spectral curve na faʻapipiʻiina i vaega pito i luga e fa ma tau o le malosi faʻapipiʻi (BE) o le 574.4, 576.6, 578.3 ma le 586.8 eV, lea e mafai ona faʻatatauina i le Cr, Cr2O3, CrO3 ma le Cr(OH)3, i le faasologa (Ata 9a ma le b). Mo faʻataʻitaʻiga e le o ni faʻaolaola, o le Cr 2p core-level spectrum o loʻo i ai ni tumutumu autu se lua mo le Cr (573.80 eV mo le BE) ma le Cr2O3 (575.90 eV mo le BE) i le Ata. 9c ma le d, i le faasologa lava lea. O le eseesega sili ona mata'ina i le va o fa'ata'ita'iga abiotic ma fa'ata'ita'iga P. aeruginosa o le i ai lea o le Cr6+ ma le vaega maualuga atu o le Cr(OH)3 (BE o le 586.8 eV) i lalo o le biofilm.
O le lautele o le XPS spectra o le fogāeleele o le faʻataʻitaʻiga 2707 HDSS i ala e lua e 7 aso ma le 14 aso, i le faasologa lava lea.
(a) 7 aso o le fa'aalia i le P. aeruginosa, (b) 14 aso o le fa'aalia i le P. aeruginosa, (c) 7 aso i se siosiomaga e le ola ai meaola ma le (d) 14 aso i se siosiomaga e le ola ai meaola.
O le HDSS e faaalia ai le maualuga o le tete'e atu i le 'ele' i le tele o siosiomaga. Na lipotia mai e Kim et al. 2 o le UNS S32707 HDSS ua faauigaina o se DSS ua tele le u'amea ma le PREN e sili atu i le 45. O le tau PREN o le fa'ata'ita'iga 2707 HDSS i lenei galuega e 49. E mafua ona o lona maualuga o le chromium ma le maualuga o le molybdenum ma le Ni, lea e aoga i siosiomaga 'acid' ma le maualuga o le chloride. E le gata i lea, o se tuufaatasiga paleni lelei ma se microstructure e leai ni faaletonu e aoga mo le mautu o le fausaga ma le tete'e atu i le 'ele'ele. Peita'i, e ui lava i lona tete'e lelei i vaila'au, o fa'amaumauga fa'ata'ita'i i lenei galuega e fautua mai ai e le o atoatoa le puipuia o le 2707 HDSS mai le MIC o P. aeruginosa biofilms.
O faʻaiʻuga o suʻesuʻega eletise na faʻaalia ai o le fua faatatau o le ele o le 2707 HDSS i le supo P. aeruginosa na matua faʻateleina ina ua mavae aso e 14 pe a faʻatusatusa i le mea e le o ni mea ola. I le Ata 2a, na matauina ai se faʻaitiitia o le Eocp i le mea ola ma le supo P. aeruginosa i le 24 itula muamua. Mulimuli ane, ua maeʻa ona ufiufi e le biofilm le fogāeleele o le faʻataʻitaʻiga ma ua mautu le Eocp36. Peitaʻi, o le maualuga o le Eocp ola e sili atu le maualuga nai lo le Eocp e le o ni mea ola. E iai le mafuaʻaga e talitonu ai o lenei eseesega e mafua mai i le fausiaina o le biofilm a le P. aeruginosa. I le Ata 2d, i le i ai o le P. aeruginosa, o le tau o le icorr o le 2707 HDSS na oʻo atu i le 0.627 μA cm-2, lea e sili atu le maualuga nai lo le abiotic control (0.063 μA cm-2), lea e ogatasi ma le tau o le Rct na fuaina e le EIS. I aso muamua, o tau o le impedance i le P. Ua faʻateleina le supo aeruginosa ona o le pipii o sela o le P. aeruginosa ma le fausiaina o biofilms. Peitaʻi, a ufiufi atoa e le biofilm le fogāeleele o le faʻataʻitaʻiga, e faʻaitiitia le impedance. E osofaʻia muamua le vaega puipuia ona o le fausiaina o biofilms ma metabolites biofilm. O le mea lea, na faʻaitiitia ai le teteʻe atu i le ele i le aluga o taimi, ma o le pipii atu o le P. aeruginosa na mafua ai le ele i le lotoifale. E eseese aga masani i ala o faasalalauga abiotic. O le teteʻe atu i le ele o le pulega e le o ni mea faʻaola sa sili atu le maualuga nai lo le tau tutusa o faʻataʻitaʻiga na faʻaalia i le supo P. aeruginosa. E le gata i lea, mo faʻataʻitaʻiga abiotic, o le tau Rct o le 2707 HDSS na oʻo atu i le 489 kΩ cm2 i le aso 14, lea e 15 taimi le tau Rct (32 kΩ cm2) i le i ai o le P. aeruginosa. O le mea lea, o le 2707 HDSS e sili ona teteʻe atu i le ele i se siosiomaga mama, ae e le teteʻe atu i le osofaʻiga a le MIC e biofilms a le P. aeruginosa.
E mafai fo'i ona matauina nei taunuuga mai le polarization curves i le Ata 2b. O le anodic branching na mafua mai i le fausiaina o le biofilm a le Pseudomonas aeruginosa ma le tali atu i le u'amea. I le taimi lava e tasi, o le cathodic reaction o le fa'aitiitia lea o le okesene. O le iai o le P. aeruginosa na fa'ateleina tele ai le corrosion current density, e tusa ma le maualuga atu nai lo le abiotic control. O lenei mea e fa'ailoa mai ai o le P. aeruginosa biofilm e fa'ateleina ai le localized corrosion o le 2707 HDSS. Na maua e Yuan et al29 o le corrosion current density o le 70/30 Cu-Ni alloy na fa'ateleina i lalo o le lu'itau o le P. aeruginosa biofilm. Atonu e mafua lea i le biocatalysis o le fa'aitiitia o le okesene e ala i le Pseudomonas aeruginosa biofilms. O lenei matauga e mafai fo'i ona fa'amatalaina le MIC o le 2707 HDSS i lenei galuega. O le aerobic biofilms atonu e itiiti fo'i le okesene i lalo ifo. O le mea lea, o le le mafai ona toe fa'asa'olotoina le fogā'ele'ele u'amea e ala i le okesene atonu o se mea e mafua ai le MIC i lenei galuega.
Na fautuaina e Dickinson ma isi 38 e mafai ona aʻafia saʻo fua faatatau o tali faʻakemikolo ma eletise e le gaioiga faʻasolosolo o siama sessile i luga o le fogāeleele o le faʻataʻitaʻiga ma le natura o oloa ele. E pei ona faʻaalia i le Ata 5 ma le Laulau 5, na faʻaitiitia le numera o sela ma le mafiafia o le biofilm ina ua mavae aso e 14. E mafai ona faʻamatalaina ma le talafeagai lenei mea ina ua mavae aso e 14, o le tele o sela sessile i luga o le fogāeleele o le 2707 HDSS na maliliu ona o le faʻaitiitia o meaʻai i le 2216E medium poʻo le faʻasaʻolotoina o ions uʻamea oona mai le 2707 HDSS matrix. O se tapulaʻa lea o faʻataʻitaʻiga faʻaputuga.
I lenei galuega, o le biofilm a le P. aeruginosa na faʻalauiloa ai le faʻaitiitia o le Cr ma le Fe i lalo o le biofilm i luga o le 2707 HDSS surface (Ata 6). I le Laulau 6, o le faʻaitiitia o le Fe ma le Cr i le faʻataʻitaʻiga D pe a faʻatusatusa i le faʻataʻitaʻiga C, o loʻo faʻaalia ai o le Fe ma le Cr ua liu suavai na mafua mai i le biofilm a le P. aeruginosa na tumau pea i tua atu o aso muamua e 7. O le 2216E medium e faʻaaogaina e faʻataʻitaʻi ai siosiomaga o le sami. O loʻo i ai le 17700 ppm Cl-, lea e tutusa ma le mea e maua i le vai masani. O le i ai o le 17700 ppm Cl- o le mafuaʻaga autu lea o le faʻaitiitia o le Cr i faʻataʻitaʻiga abiotic 7- ma le 14-aso na suʻesuʻeina e le XPS. Pe a faʻatusatusa i faʻataʻitaʻiga a le P. aeruginosa, o le faʻaumatia o le Cr i faʻataʻitaʻiga abiotic e matua itiiti lava ona o le malosi o le teteʻe atu o le Cl− o le 2707 HDSS i siosiomaga abiotic. O loʻo faʻaalia i le Ata 9 le i ai o le Cr6+ i le passivation film. Atonu e aʻafia i le aveeseina o le Cr mai luga u'amea e ala i biofilms a le P. aeruginosa, e pei ona fautuaina e Chen ma Clayton.
Ona o le tuputupu aʻe o siama, o le pH o le vailaʻau aʻo leʻi totoina ma ina ua maeʻa ona totoina sa 7.4 ma le 8.2, i le faasologa lava lea. O le mea lea, i lalo ifo o le biofilm a le P. aeruginosa, e foliga mai o le ele o le organic acid e le o se mea e fesoasoani i lenei galuega ona o le maualuga o le pH i le vailaʻau tele. O le pH o le vailaʻau pulea e le o ni mea faʻaola e leʻi suia tele (mai le 7.4 muamua i le 7.5 mulimuli) i le vaitaimi o le suʻega e 14 aso. O le faʻateleina o le pH i le vailaʻau tui ina ua maeʻa ona totoina sa mafua mai i le gaioiga o le metabolism o le P. aeruginosa ma na maua ai le aafiaga tutusa i le pH i le leai o ni fasi suʻega.
E pei ona faaalia i le Ata 7, o le loloto aupito maualuga o le lua na mafua mai i le biofilm a le P. aeruginosa e 0.69 μm, lea e sili atu le tele nai lo le abiotic medium (0.02 μm). E ogatasi lea ma faamatalaga eletise o loo faamatalaina i luga. O le loloto o le lua e 0.69 μm e sili atu ma le sefulu taimi e laitiiti ifo nai lo le tau 9.5 μm na lipotia mai mo le 2205 DSS i lalo o tulaga lava e tasi. O nei faamatalaga e faaalia ai o le 2707 HDSS e sili atu le tete’e atu i le MIC pe a faatusatusa i le 2205 DSS. E le tatau ona faateia lenei mea, aua o le 2707 HDSS e maualuga atu le chromium content, e maua ai le passivation umi, ona o le paleni o le phase structure e aunoa ma ni secondary precipitates e afaina ai, ma faigata ai mo le P. aeruginosa ona depassivate ma amata ai points eclipse.
I le faaiuga, na maua le MIC pitting i luga o le 2707 HDSS i le P. aeruginosa broth pe a faatusatusa i le itiiti ifo o le pitting i totonu o ala o faasalalauga abiotic. O lenei galuega ua faaalia ai o le 2707 HDSS e sili atu le tete'e atu i le MIC nai lo le 2205 DSS, ae e le o atoatoa ona puipuia mai le MIC ona o le P. aeruginosa biofilm. O nei sailiiliga e fesoasoani i le filifilia o u'amea e le gaoia talafeagai ma le fuafuaina o le umi e aoga ai mo le siosiomaga o le gataifale.
O le kuponi mo le 2707 HDSS ua saunia e le Aoga o Metallurgy o le Iunivesite o Northeastern (NEU) i Shenyang, Saina. O le tuufaatasiga o elemene o le 2707 HDSS o loʻo faʻaalia i le Laulau 1, lea na suʻesuʻeina e le Matagaluega o Suʻesuʻega ma Suʻega a le NEU Materials. O faʻataʻitaʻiga uma na togafitia i le vai i le 1180 °C mo le 1 itula. Aʻo leʻi faia suʻega o le ele, o le 2707 HDSS e foliga i tupe siliva ma le lautele o le pito i luga e 1 cm2 na faʻapupula i le 2000 grit i le pepa silicon carbide ma toe faʻapupula i le 0.05 μm Al2O3 powder suspension. O itu ma le pito i lalo e puipuia i le vali inert. A maeʻa ona faʻamago, ona fufulu lea o faʻataʻitaʻiga i le vai mama ma faʻamamā i le 75% (v/v) ethanol mo le 0.5 itula. Ona faʻamago lea i le ea i lalo o le malamalama ultraviolet (UV) mo le 0.5 itula aʻo leʻi faʻaaogaina.
O le ituaiga o le Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 na faʻatau mai le Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Saina. Na totoina le Pseudomonas aeruginosa i le vevela o le 37°C i totonu o fagu e 250 ml ma sela tioata eletise e 500 ml e faʻaaoga ai le vai faʻaeletoronika a le Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Saina). Felaʻuaʻiga (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, 5.0 peptone, 1.0 yeast extract ma le 0.1 ferric citrate. Fa'a'autoclave i le 121°C mo le 20 minute a'o le'i fa'a'au'au. Faitau sela sessile ma planktonic e fa'aaoga ai se hemocytometer i lalo o se microscope malamalama i le 400X magnification. O le aofa'i muamua o sela o le planktonic Pseudomonas aeruginosa i le taimi lava na fa'a'au'au ai e tusa ma le 106 sela/ml.
Sa faia suega eletise i totonu o se sela tioata masani e tolu-eletoroda ma se voluma feololo e 500 ml. O se laupepa platinum ma se electrode calomel saturated (SCE) sa fesoʻotaʻi i le reactor e ala i capillaries Luggin ua faʻatumuina i alalaupapa masima, e avea o ni electrodes faʻatusatusa ma faʻasino. Mo le faia o electrodes faigaluega, o se uaea kopa ua ufiufi i le paʻu sa faʻapipiʻi i faʻataʻitaʻiga taʻitasi ma ufiufi i le epoxy, ma tuʻu ai pe tusa ma le 1 cm2 o le vaega o le itu e tasi e faʻaalia mo le electrode faigaluega. I le taimi o fuataga eletise, sa tuʻuina faʻataʻitaʻiga i totonu o le 2216E medium ma tausia i se vevela faʻatupu tumau (37 °C) i totonu o se vai taʻele. OCP, LPR, EIS ma faʻamaumauga o le potential dynamic polarization sa fuaina e faʻaaoga ai se Autolab potentiostat (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., ISA). O suega LPR sa faʻamaumauina i le fua faatatau o le scan o le 0.125 mV s-1 i luga o le vaega o le -5 ma le 5 mV ma le Eocp ma le frequency sampling o le 1 Hz. Sa faia le EIS ma se sine wave i le frequency range. 0.01 i le 10,000 Hz e faʻaaoga ai le 5 mV voltage faʻaoga i le tulaga mautu Eocp. Aʻo leʻi faia le potential sweep, sa i ai electrodes i le open-circuit mode seʻia oʻo ina oʻo atu i se tulaga mautu o le free corrosion potential. Ona faʻatautaia lea o le polarization curves mai le -0.2 i le 1.5 V vs. Eocp i le fua faatatau o le scan o le 0.166 mV/s. O suʻega taʻitasi sa toe faia faatolu ma le P. aeruginosa ma le leai.
O faʻataʻitaʻiga mo le auʻiliʻiliga o le metallographic sa faʻapulusaina faʻamekanika i le pepa SiC susu 2000 grit ona toe faʻapulusaina lea i le pauta Al2O3 0.05 μm mo le mataʻituina o mata. Sa faia le auʻiliʻiliga o le metallographic e faʻaaoga ai se microscope optical. Sa vaneina faʻataʻitaʻiga i le 10 wt.% potassium hydroxide solution 43.
A maeʻa ona faʻasusuina, ona fufuluina lea o faʻataʻitaʻiga faʻatolu i le vailaʻau phosphate-buffered saline (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) ona faʻamau lea i le 2.5% (v/v) glutaraldehyde mo le 10 itula e faʻamau ai biofilms. Ona faʻamago lea i se faʻasologa faʻavasegaina (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ma le 100% v/v) o le ethanol aʻo leʻi faʻamago i le ea. Mulimuli ane, o le fogāeleele o le faʻataʻitaʻiga e faʻasusuina i se ata auro e maua ai le faʻaolaola mo le mataʻituina o le SEM. O ata SEM na faʻatatau i luga o nofoaga e sili ona sessile sela P. aeruginosa i luga o le fogāeleele o faʻataʻitaʻiga taʻitasi. Faia le suʻesuʻega EDS e suʻe ai elemene vailaʻau. O se Zeiss Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Siamani) na faʻaaogaina e fua ai le loloto o le lua. Ina ia mataʻituina lua ele i lalo o le biofilm, na muamua faʻamamaina le fasi suʻega e tusa ai ma le Chinese National Standard. (CNS) GB/T4334.4-2000 e aveese ai oloa e 'ele ma le biofilm i luga o le fogāeleele o le fasi mea na su'e.
Sa faia le su'esu'ega o le X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 surface analysis system, Thermo VG, USA) e fa'aaoga ai se puna X-ray monochromatic (laina alumini Kα i le 1500 eV le malosi ma le 150 W le malosi) i luga o se vaega lautele o le malosi fa'apipi'i 0 i lalo o tulaga masani –1350 eV. Sa fa'amaumauina spectra maualuga le iugafono e fa'aaoga ai le 50 eV pass energy ma le 0.2 eV step size.
Sa aveese faʻataʻitaʻiga na faʻasusuina ma fufulu mālie i le PBS (pH 7.4 ± 0.2) mo le 15 sekone 45. Ina ia mataʻituina le olaola o siama o biofilms i luga o faʻataʻitaʻiga, sa valiina biofilms e faʻaaoga ai le LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, ISA). O loʻo i ai i le pusa ni vali fluorescent se lua, o se vali lanumeamata fluorescent SYTO-9 ma se vali mumu fluorescent propidium iodide (PI). I lalo o le CLSM, o togitogi e iai le lanumeamata fluorescent ma le mumu e faʻatusalia ai sela ola ma sela ua oti. Mo le valiina, o se paluga 1 ml o loʻo i ai le 3 μl SYTO-9 ma le 3 μl PI solution na faʻasusuina mo le 20 minute i le vevela o le potu (23 oC) i le pogisa. Mulimuli ane, sa mataʻituina faʻataʻitaʻiga ua valiina i ni galu e lua (488 nm mo sela ola ma le 559 nm mo sela ua oti) e faʻaaoga ai se masini Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Iapani). Sa fuaina le mafiafia o le biofilm i le faiga o le scanning 3-D.
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