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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 o'o atu ai i ni gau tele tau tamaoaiga. O le u'amea 'ese'ese super duplex 2707 (2707 HDSS) e fa'aaogaina i siosiomaga o le sami ona o lona tete'e lelei i vaila'au. Peita'i, o lona tete'e atu i le MIC e le'i fa'aalia i fa'ata'ita'iga. O lenei su'esu'ega na su'esu'eina ai le amioga a le MIC 2707 HDSS e mafua mai i le siama aerobic o le sami Pseudomonas aeruginosa. Na fa'aalia e le au'ili'iliga eletise o le i ai o le biofilm a le Pseudomonas aeruginosa i le 2216E medium, e tupu 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. O le au'ili'iliga o le X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) na fa'aalia ai le fa'aitiitia o le aofa'i o le Cr i luga o le fa'ata'ita'iga i lalo o le biofilm. O le au'ili'iliga va'aia o lua na fa'aalia ai o le biofilm a le P. aeruginosa na maua ai le loloto maualuga o le lua e 0.69 µm i le 14 aso o le fa'asusuina. E ui o se mea laʻititi lea, ae o loʻo faʻaalia ai e le o atoatoa le puipuia o le 2707 HDSS mai le MIC o meaola o le P. aeruginosa.
E fa'aaogaina lautele u'amea e le gaoia (DSS) i pisinisi eseese ona o le 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 mo 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. 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 le tete'e atu i le 'ele. O le mea lea, i nisi tulaga, e mana'omia u'amea e le gaoia super duplex (HDSS) ma le tete'e atu i le 'ele. O lenei mea na mafua ai ona atina'e le HDSS ua fa'apipi'iina i le tele o u'amea.
Tete'e atu i le 'ele'ele E fa'alagolago le DSS i le fua fa'atatau o vaega alpha ma gamma ma ua fa'aitiitia i vaega Cr, Mo ma 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'ele ma le maualuga o le tau (45-50) o le numera tutusa o le pitting resistance (PREN) e fuafuaina e le wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt. .%W) + 16% wt. N12. O lona tete'e atu i le 'ele'ele e fa'alagolago i se tu'ufa'atasiga paleni e aofia ai le tusa ma le 50% ferritic (α) ma le 50% austenitic (γ) vaega. E sili atu ona lelei meatotino fa'ainisinia a le HDSS ma sili atu le tete'e atu i le 'ele'ele chloride. O le fa'aleleia atili o le tete'e atu i le 'ele'ele e fa'alauteleina ai le fa'aaogaina o le HDSS i siosiomaga chloride e sili atu ona malolosi 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 ai le 20% o faʻaleagaina uma o le ele15. O le MIC o se 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 'aina uʻamea ina ia maua ai le malosi latou te manaʻomia 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 loʻo faʻavavevaveina e electrons le fesiitaiga o electrons i le va o sela Desulfovibrio sessificans ma le uʻamea e le gaoia 304, ma iʻu ai i le osofaʻiga MIC sili atu ona ogaoga. Na faʻaalia e Anning et al. 19 ma Wenzlaff et al. 20 o biofilms o siama faʻaitiitia sulfate corrosive (SRBs) e mafai ona mitiia saʻo electrons mai substrates uʻamea, ma iʻu ai i le pitting ogaoga.
Ua lauiloa le DSS i le faigofie ona aafia i le MIC i ala o faasalalauga o loʻo i ai SRBs, siama e faʻaitiitia ai le uʻamea (IRBs), ma isi. 21. O nei siama e mafua ai ni pitting i luga o le DSS i lalo o biofilms22,23. E le pei o le DSS, e le o iloa lelei le HDSS24 MIC.
O le Pseudomonas aeruginosa o se siama Gram-negative, e gaoioi, e foliga pei o le tootoo ma e salalau lautele i le natura25. O le Pseudomonas aeruginosa o se vaega tele foi o siama i le siosiomaga o le sami, e mafua ai le maualuga o le MIC. E a'afia malosi Pseudomonas i le faagasologa o le ele ma ua lauiloa o se paionia o le colonizing i le taimi o le fausiaina o biofilm. Na fa'aalia e Mahat et al. 28 ma Yuan et al. 29 e fa'apea o le Pseudomonas aeruginosa e fa'ateleina ai le fua faatatau o le ele o u'amea vaivai ma alloys i siosiomaga o le vai.
O le autū autū o lenei galuega o le suʻesuʻeina lea o meatotino o le MIC 2707 HDSS e mafua mai i le siama aerobic o le sami Pseudomonas aeruginosa e faʻaaoga ai metotia eletise, metotia suʻesuʻega o luga ma le suʻesuʻega o oloa ele. O suʻesuʻega eletise, e aofia ai le open circuit potential (OCP), linear polarization resistance (LPR), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), ma le potential dynamic polarization, na faia e suʻesuʻe ai le amioga a le MIC 2707 HDSS. Na faia le suʻesuʻega o le energy dispersive spectrometric (EDS) e iloa ai elemene vailaʻau i luga o se luga ua ele. E le gata i lea, na faʻaaogaina 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 le Pseudomonas aeruginosa. O le loloto o lua na fuaina i lalo o se confocal laser scanning microscope (CLSM).
O lo'o fa'aalia i le Laulau 1 le fa'asologa fa'akemikolo o le 2707 HDSS. O lo'o fa'aalia i le Laulau 2 o lo'o i ai i le 2707 HDSS ni meatotino fa'ainisinia lelei tele ma le malosi e maua mai ai le 650 MPa. I le ata 1 o lo'o fa'aalia ai le fausaga fa'apitoa o le vaila'au na togafitia i le vevela o le 2707 HDSS. I totonu o le fausaga fa'apitoa o lo'o i ai le tusa ma le 50% o le austenite ma le 50% o vaega o le ferrite, o lo'o va'aia ai fusi fa'aloloa o vaega o le austenite ma le ferrite e aunoa ma ni vaega lona lua.
I le ata 2a o loʻo faʻaalia ai le avanoa tatala o le matagaluega (Eocp) e faʻatusatusa i le taimi e faʻaalia ai mo le 2707 HDSS i le 2216E abiotic medium ma le P. aeruginosa broth mo le 14 aso i le 37°C. O loʻo faʻaalia ai o le suiga tele ma sili ona 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 (pe a faʻatusatusa i le SCE) pe tusa ma le 16 itula ona pa'ū faʻafuaseʻi lea, ma oʻo atu i le -477 mV (pe a faʻatusatusa i le SCE) ma le -236 mV (pe a faʻatusatusa i le SCE) mo le faʻataʻitaʻiga abiotic. ma le P Pseudomonas aeruginosa coupons, i le faʻasologa). A maeʻa le 24 itula, o le tau o le Eocp 2707 HDSS mo le P. aeruginosa sa mautu i le -228 mV (pe a faʻatusatusa i le SCE), ae o le tau talafeagai mo faʻataʻitaʻiga e le o ni mea faʻaola e tusa ma le -442 mV (pe a faʻatusatusa i le SCE). Sa matua maualalo lava le Eocp i le i ai o le P. aeruginosa.
Su'esu'ega eletise o fa'ata'ita'iga HDSS e 2707 i totonu o se mea fa'aleaga 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 fa'aalia i le Laulau 3 fa'ailoga eletise o le ele o le 2707 HDSS na fa'aalia i ala fa'asalalau abiotic ma Pseudomonas aeruginosa i le vaitaimi o le 14 aso. O le tangents o le anode ma le cathode curves na fa'alauteleina e maua ai le feso'ota'iga e maua ai le corrosion current density (icorr), corrosion potential (Ecorr) ma le Tafel slope (βα ma le βc) e tusa ai ma metotia masani 30,31.
E pei ona faʻaalia i le ata 2b, o le suiga i luga i le piʻo o le P. aeruginosa na mafua ai ona faʻateleina le Ecorr pe a faʻatusatusa i le piʻo abiotic. O le tau o le icorr, lea e tutusa ma le fua faatatau o le ele, na faʻateleina i le 0.328 µA cm-2 i le faʻataʻitaʻiga o le Pseudomonas aeruginosa, lea e fa taimi e sili atu nai lo le faʻataʻitaʻiga e le o ni mea faʻaola (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. Ua fa'aaogaina fo'i e su'esu'e ai le MIC32. I le ata 2c o lo'o fa'aalia ai 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, na o'o atu ai le Rp 2707 HDSS i le tumutumuga i 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 i le isi 13 aso. O le tau o le Rp o se 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 se 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-Giri lea:
E tusa ai ma Zoe ma isi 33, o le tau masani o le Tafel slope B i lenei galuega na ave i 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, aʻo le faʻataʻitaʻiga o le P. aeruginosa na matua fesuisuiaʻi lava ina ua mavae le 24 itula muamua. O tau o le icorr o faʻataʻitaʻiga o le P. aeruginosa sa sili atu le maualuga nai lo o 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 luga o mea ua 'ele. O le impedance spectra ma le fuafuaina o tau o le capacitance o fa'ata'ita'iga o lo'o fa'aalia i se siosiomaga abiotic ma le fofo Pseudomonas aeruginosa, passive film/biofilm resistance Rb na fausia i luga o le fa'ata'ita'iga, charge transfer resistance Rct, electrical double layer capacitance Cdl (EDL) ma le constant QCPE Phase element parameters (CPE). O nei parameters na toe iloiloina e ala i le fa'afetauiina o fa'amatalaga e fa'aaoga ai se fa'ata'ita'iga o le equivalent circuit (EEC).
I le ata 3 o loʻo faʻaalia ai ata masani o Nyquist (a ma le b) ma ata o Bode (a' ma le b') mo faʻataʻitaʻiga HDSS e 2707 i totonu o ala oona ma le supo P. aeruginosa mo taimi eseese o le faʻasusuina. 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 aofaʻi o le impedance. O faʻamatalaga e uiga i le taimi malolo e mafai ona maua mai le vaega maualuga. I le ata 4 o loʻo faʻaalia ai fausaga faʻaletino e faʻavae i luga o se monolayer (a) ma se bilayer (b) ma EECs talafeagai. Ua faʻaofiina le CPE i le faʻataʻitaʻiga EEC. O lona ulufale ma le impedance ua faʻaalia e pei ona taua i lalo:
Faʻataʻitaʻiga faaletino e lua ma matagaluega tutusa mo le fetaui lelei o le impedance spectrum o le faʻataʻitaʻiga 2707 HDSS:
lea o le Y0 o le tau o le KPI, o le j o le numera fa'atusa po'o le (-1)1/2, o le ω o le angular frequency, o le n o le KPI power index e itiiti ifo i le tasi35. O le charge transfer resistance inversion (e pei o le 1/Rct) e fetaui ma le fua faatatau o le ele. O le la'ititi o le Rct, o le maualuga foi lea o le fua faatatau o le ele27. A mae'a aso e 14 o le fa'asusuina, o le Rct o fa'ata'ita'iga o le Pseudomonas aeruginosa na o'o atu i le 32 kΩ cm2, lea e matua la'ititi ifo 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 biofilm i luga o le faʻataʻitaʻiga HDSS 2707 ina ua mavae aso e 7 e mafiafia. Peitaʻi, ina ua mavae aso e 14, sa le lelei 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 faʻataʻitaʻiga HDSS e 2707 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 i le 7 aso, (b) Ata 3-D CLSM i le 14 aso, (c) Ata SEM i le 7 aso, ma le (d) Ata SEM i le 14 aso.
Na faʻaalia e le EMF elemene faʻakemikolo i totonu o biofilms ma oloa ele i luga o faʻataʻitaʻiga na faʻaalia i le P. aeruginosa mo le 14 aso. I le ata. 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 matua maualuga atu nai lo metala mama, talu ai 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 siama. 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, o lua e iai ma e leai ni P. aeruginosa na matauina i le medium 2216E. Aʻo leʻi faʻasusuina, sa lamolemole le fogāeleele o faʻataʻitaʻiga ma e leai ni faʻaletonu (Ata 7a). A maeʻa ona faʻasusuina ma aveese le biofilm ma oloa ele, o lua loloto i luga o le fogāeleele o faʻataʻitaʻiga na suʻesuʻeina e faʻaaoga ai le CLSM, e pei ona faʻaalia i le Ata 7b ma le c. E leai se pitting manino na maua i luga o le fogāeleele o vaega e le o ni faʻataʻitaʻiga faʻabiolo (loloto maualuga o le pitting 0.02 µm). O le loloto maualuga o le lua na mafua mai i le P. aeruginosa o le 0.52 µm i le 7 aso ma le 0.69 µm i le 14 aso, e faʻatatau i le averesi o le loloto maualuga o le lua mai faʻataʻitaʻiga e 3 (10 loloto maualuga o le lua na filifilia mo faʻataʻitaʻiga taʻitasi). Ausia o 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 se siosiomaga e leai ni meaola, ma le (c) 14 aso i le supo Pseudomonas aeruginosa.
I le ata. O le Laulau 8 o loʻo faʻaalia ai le XPS spectra o foliga eseese o faʻataʻitaʻiga, ma o le tuufaatasiga 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 o vaega e le o ni faʻataʻitaʻiga faʻabiolo. (faʻataʻitaʻiga C ma le D). Mo se faʻataʻitaʻiga P. aeruginosa, o le piʻo spectral i le tulaga o le Cr 2p nucleus na faʻapipiʻiina i vaega pito i luga e fa ma malosiaga 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 lē o ni mea faʻaola, o le fusi o le tulaga autū o le Cr 2p o loʻo i ai ni tumutumuga autū se lua mo le Cr (573.80 eV mo le BE) ma le Cr2O3 (575.90 eV mo le BE) i Ata 9c ma le d, i le faasologa. O le eseesega sili ona mataʻina i le va o faʻataʻitaʻiga abiotic ma faʻataʻitaʻiga o le P. aeruginosa o le i ai lea o le Cr6+ ma le maualuga o le fua faatatau o le Cr(OH)3 (BE 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 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 lē ola i meaola, ma le (d) 14 aso i se siosiomaga e lē ola i 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 HDSS UNS S32707 na faailoa mai o se DSS ua tele le u'amea ma le PREN e sili atu i le 45. O le tau PREN o le faataitaiga 2707 HDSS i lenei galuega e 49. E mafua ona o le maualuga o le chromium ma le maualuga o le molybdenum ma le nickel, ia e aoga i siosiomaga 'o'ona. ma siosiomaga e maualuga le chloride. E le gata i lea, o se tuufaatasiga paleni lelei ma le microstructure e leai ni faaletonu e aoga mo le mautu o le fausaga ma le tete'e atu i le '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 P. aeruginosa biofilm MICs.
O faʻaiʻuga o suʻesuʻega eletise na faʻaalia ai o le fua faʻatatau o le ele o le 2707 HDSS i le supo P. aeruginosa na faʻateleina tele ina ua mavae aso e 14 pe a faʻatusatusa i le siosiomaga e le o ni mea ola. I le Ata 2a, na matauina ai se faʻaitiitia o le Eocp i totonu o le siosiomaga abiotic ma le supo P. aeruginosa i le 24 itula muamua. A maeʻa lena, e ufiufi atoa e le biofilm le fogāeleele o le faʻataʻitaʻiga, ma e tumau pea le Eocp36. Peitaʻi, o le tulaga o le Eocp faʻaola e sili atu le maualuga nai lo le tulaga o le Eocp e le o ni mea ola. E iai mafuaʻaga e talitonu ai o lenei eseesega e fesoʻotaʻi ma le fausiaina o biofilms o le P. aeruginosa. I le ata 2d i le i ai o le P. aeruginosa, o le tau o le icorr 2707 HDSS na oʻo atu i le 0.627 μA cm-2, o se faʻatonuga o le tele e maualuga atu nai lo le pulea abiotic (0.063 μA cm-2), lea e ogatasi ma le tau o le Rct na fuaina e le EIS. I nai aso muamua, na faʻateleina ai le taua o le impedance i totonu o le supo P. aeruginosa ona o le pipii o sela P. aeruginosa ma le fausiaina o biofilms. Peitaʻi, a ufiufi atoa e le biofilm le fogāeleele o le faʻataʻitaʻiga, e faʻaitiitia ai le impedance. O le vaega puipuia e osofaʻia muamua ona o le fausiaina o biofilms ma metabolites biofilm. O le iʻuga, 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. O aga masani i siosiomaga abiotic sa eseese. O le teteʻe atu i le ele o le pulega e le o ni mea faʻaola sa sili atu le maualuga nai lo le taua tutusa o faʻataʻitaʻiga na faʻaalia i le supo P. aeruginosa. E le gata i lea, mo faʻaopoopoga abiotic, na oʻo atu le taua o le Rct 2707 HDSS i le 489 kΩ cm2 i le aso 14, lea e 15 taimi e sili atu le maualuga nai lo le taua o le Rct (32 kΩ cm2) i le i ai o le P. aeruginosa. O le mea lea, e matuā lelei le tete'e atu o le 2707 HDSS i le 'ele i se siosiomaga e leai se siama, ae e le tete'e atu i MIC mai meaola o le P. aeruginosa.
E mafai fo'i ona matauina nei taunuuga mai le fa'asologa o le polarization i Ata 2b. O le anodic branching ua feso'ota'i ma le fausiaina o le biofilm a le Pseudomonas aeruginosa ma le tali atu i le oxidation o le u'amea. I lenei tulaga, o le tali atu cathodic o le fa'aitiitia lea o le okesene. O le iai o le P. aeruginosa na fa'ateleina ai le mamafa o le tafe o le ele, e tusa ma le maualuga atu nai lo le pulea abiotic. O lenei mea e fa'ailoa mai ai o le biofilm a le P. aeruginosa e fa'aleleia atili ai le ele i le lotoifale o le 2707 HDSS. Na maua e Yuan et al.29 o le mamafa o le tafe o le ele o le Cu-Ni 70/30 alloy na fa'ateleina i lalo o le gaioiga a le biofilm a le P. aeruginosa. Atonu e mafua lea i le biocatalysis o le fa'aitiitia o le okesene e ala i le biofilm a le Pseudomonas aeruginosa. O lenei matauga e mafai fo'i ona fa'amatalaina le MIC 2707 HDSS i lenei galuega. Atonu fo'i e itiiti ifo le okesene i lalo o le aerobic biofilms. O le mea lea, o le musu e toe fa'apalaina le fogā'ele'ele u'amea i le okesene atonu o se mea e fesoasoani i le MIC i lenei galuega.
Na fautuaina e Dickinson ma isi 38 e mafai ona aʻafia saʻo le fua faatatau o tali faʻakemikolo ma eletise e ala i le gaioiga faʻasolosolo o siama sessile i luga o le fogāeleele o faʻataʻitaʻiga ma le natura o oloa ele. E pei ona faʻaalia i le Ata 5 ma le Laulau 5, na faʻaitiitia le aofaʻi o sela ma le mafiafia o le biofilm ina ua mavae aso e 14. E mafai ona faʻamatalaina lenei mea e ala i le mea moni e faʻapea 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 se biofilm a le P. aeruginosa na fesoasoani i le faʻaitiitia o le Cr ma le Fe i lalo o le biofilm i luga o le 2707 HDSS (Ata 6). O loʻo faʻaalia i le Laulau 6 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 mo aso muamua e 7. O le siosiomaga 2216E e faʻaaogaina e faʻataʻitaʻi ai le siosiomaga o le sami. O loʻo i ai le 17700 ppm Cl-, lea e tutusa ma lona aofaʻi i le vai masani o le sami. 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 liu suavai o le Cr i faʻataʻitaʻiga abiotic e matua itiiti lava ona o le teteʻe malosi o le 2707 HDSS i le chlorine i lalo o tulaga abiotic. I le ata 9 o loʻo faʻaalia ai le i ai o le Cr6+ i le ata faʻasolo. Atonu e aofia ai i le aveeseina o le chromium mai luga o u'amea e ala i meaola o 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 lea la, i lalo ifo o le biofilm a le P. aeruginosa, e foliga mai e le o sao le ele o le organic acid 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 amataga 7.4 i le mulimuli 7.5) i le vaitaimi o le suʻega e 14 aso. O le siʻitia o le pH i le vailaʻau fatu ina ua maeʻa ona faʻasusuina 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 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 o le 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 ona tetee atu i MIC nai lo le 2205 DSS. E le tatau ona faateia lenei mea aua o le 2707 HDSS e maualuga atu le maualuga o le Cr lea e umi ai le passivation, e sili atu ona faigata ona aveese le P. aeruginosa, ma ona o lona fausaga paleni e aunoa ma le secondary precipitation e mafua ai le pitting.
I le faaiuga, na maua ni lua MIC i luga o le 2707 HDSS i le supo o le P. aeruginosa pe a faatusatusa i lua e le taua tele i le siosiomaga abiotic. O lenei galuega ua faaalia ai o le 2707 HDSS e sili atu lona tete'e atu i le MIC nai lo le 2205 DSS, ae e le o atoatoa lona puipuiga mai le MIC ona o le P. aeruginosa biofilm. O nei taunuuga e fesoasoani i le filifilia o u'amea e le gaoia ma le umi e ola ai mo le siosiomaga o le gataifale.
O le kuponi mo le 2707 HDSS na saunia e le Northeastern University (NEU) School of Metallurgy i Shenyang, Saina. O le tuufaatasiga o elemene o le 2707 HDSS o loʻo faʻaalia i le Laulau 1, lea na suʻesuʻeina e le NEU Materials Analysis and Testing Department. O faʻataʻitaʻiga uma na togafitia mo se vai mautu i le 1180°C mo le 1 itula. Aʻo leʻi faia le suʻega o le ele, o se 2707 HDSS e foliga i se tupe siliva ma se vaega pito i luga e 1 cm2 na faʻapupula i le 2000 grit i le pepa oneone silicon carbide ona faʻapupula lea i se pauta Al2O3 e 0.05 µm. O itu ma le pito i lalo e puipuia i le vali e le gaoioi. 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 fa'atauina mai le Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Saina. Na totoina le Pseudomonas aeruginosa i lalo o tulaga aerobic i le 37° C. i totonu o fagu e 250 ml ma sela eletise tioata e 500 ml e fa'aaoga ai le Marine 2216E liquid medium (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Saina). O lo'o iai i le vaila'au (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 ma le 0.1 iron citrate. Fa'ama'a'a i le autoclave i le 121°C mo le 20 minute a'o le'i fa'a'a'a. Faitau sela sessile ma planktonic i se hemocytometer i lalo o se microscope malamalama i le 400x magnification. O le aofa'i muamua o le planktonic Pseudomonas aeruginosa i le taimi lava na fa'a'a'a'a 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 le laupepa platinum ma le saturated calomel electrode (SAE) sa fesoʻotaʻi i le reactor e ala i capillaries Luggin ua faʻatumuina i alalaupapa masima, lea na avea ma electrodes counter ma reference. Mo le gaosiga o electrodes faigaluega, sa faʻapipiʻi uaea apamemea paʻu i faʻataʻitaʻiga taʻitasi ma ufiufi i le epoxy resin, ma tuʻu ai le tusa ma le 1 cm2 o le vaega e leʻi puipuia mo le electrode faigaluega i le tasi itu. 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). Sa faʻamaumauina suega LPR i le fua faatatau o le scan o le 0.125 mV s-1 i le va o le -5 i le 5 mV ma le Eocp ma le fua faatatau o le sampling o le 1 Hz. Sa faatinoina le EIS i se galu sine i luga o le vaega o le 0.01 i le 10,000 Hz e faaaoga ai le voltage o le 5 mV i le tulaga mautu Eocp. A o lei faia le potential sweep, sa i ai electrodes i le idle mode seia oo ina oo atu i se tau mautu o le free corrosion potential. Ona fuaina lea o polarization curves mai le -0.2 i le 1.5 V e fai ma galuega tauave a le Eocp i le fua faatatau o le scan o le 0.166 mV/s. Sa toe faia suega taitasi i le 3 taimi ma le P. aeruginosa ma e aunoa ma.
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 faʻasusu 0.05 µm Al2O3 mo le mataʻituina o mea vaʻaia. Sa faia le auʻiliʻiliga o le metallographic e faʻaaoga ai se microscope optical. Sa vaneina faʻataʻitaʻiga i se vaifofo 10 wt% o le potassium hydroxide 43.
A maeʻa ona faʻasusuina, ona fufuluina lea o faʻataʻitaʻiga faʻatolu i le 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 le ethanol faʻaputu (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ma le 100% i le voluma) aʻo leʻi faʻamago i le ea. Mulimuli ane, o se ata auro e faʻapipiʻi i luga o le faʻataʻitaʻiga e maua ai le conductivity 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. Faʻatino se 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. Mo le matauina o lua e 'ele i lalo o le biofilm, sa muamua faamamaina le faataitaiga o le suega e tusa ai ma le Chinese National Standard (CNS) GB/T4334.4-2000 e aveese ai oloa e 'ele ma le biofilm mai le fogaeleele o le faataitaiga o le suega.
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 ma le malosi o le 1500 eV ma le malosi o le 150 W) i le tele o malosiaga fa'apipi'i 0 i lalo o tulaga masani o le –1350 eV. Sa fa'amaumauina spectra maualuga le iugafono e fa'aaoga ai le malosi fa'asalalau o le 50 eV ma le la'asaga o le 0.2 eV.
Sa aveese faʻataʻitaʻiga na faʻasusuina ma fufulu mālie i le PBS (pH 7.4 ± 0.2) mo le 15 s45. 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 totonu o le pusa vali e lua: SYTO-9 lanumeamata fluorescent dye ma le propidium iodide (PI) mumu fluorescent dye. I le CLSM, o togitogi lanumeamata fluorescent ma mumu e faʻatusalia ai sela ola ma sela ua oti. Mo le valiina, 1 ml o se paluga o loʻo i ai le 3 µl o le SYTO-9 ma le 3 µl o le PI solution sa faʻasusuina mo le 20 minute i le vevela o le potu (23°C) i le pogisa. Ina ua maeʻa lena, sa suʻesuʻeina faʻataʻitaʻiga ua valiina i 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 3D scanning mode.
Auala e sii mai ai lenei tusiga: Li, H. et al. Fa'aleagaina o siama o le u'amea e le 2707 super duplex e le Pseudomonas aeruginosa marine biofilm. le saienisi. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
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