Nature.comను సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్‌లో CSSకు పరిమిత మద్దతు ఉంది. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు అప్‌డేట్ చేయబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాలని (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో కంపాటిబిలిటీ మోడ్‌ను ఆఫ్ చేయాలని) మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము. ఈలోగా, మద్దతు కొనసాగేలా చూసేందుకు, మేము ఈ సైట్‌ను స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా ప్రదర్శిస్తాము.
సూక్ష్మజీవుల తుప్పు (MIC) అనేది అనేక పరిశ్రమలలో ఒక తీవ్రమైన సమస్య, ఎందుకంటే ఇది భారీ ఆర్థిక నష్టాలను కలిగిస్తుంది. 2707 సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ (2707 HDSS) దాని అద్భుతమైన రసాయన నిరోధకత కారణంగా సముద్ర వాతావరణంలో ఉపయోగించబడింది. అయితే, MICకి దాని నిరోధకత ప్రయోగాత్మకంగా నిరూపించబడలేదు. ఈ అధ్యయనంలో, సముద్ర ఏరోబిక్ బాక్టీరియా అయిన సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా వలన 2707 HDSSలో కలిగే MIC ప్రవర్తనను పరిశోధించడం జరిగింది. ఎలక్ట్రోకెమికల్ విశ్లేషణలో, 2216E మాధ్యమంలో సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ ఉన్నప్పుడు, తుప్పు సంభావ్యతలో సానుకూల మార్పు మరియు తుప్పు కరెంట్ సాంద్రతలో పెరుగుదల ఉన్నట్లు తేలింది. ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS) విశ్లేషణలో, బయోఫిల్మ్ కింద ఉన్న నమూనా ఉపరితలంపై క్రోమియం (Cr) పరిమాణం తగ్గినట్లు తేలింది. గుంటల ఇమేజింగ్ విశ్లేషణలో, 14 రోజుల ఇంక్యుబేషన్ సమయంలో P. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ గరిష్టంగా 0.69 μm గుంట లోతును ఉత్పత్తి చేసినట్లు తేలింది. ఇది చిన్నదే అయినప్పటికీ, 2707 HDSSకు MIC నిరోధకత లేదని ఇది సూచిస్తుంది. పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్‌ల MIC కి పూర్తిగా రోగనిరోధక శక్తిని కలిగి ఉంటుంది.
డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ (DSS) వాటి అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలు మరియు తుప్పు నిరోధకత యొక్క ఆదర్శవంతమైన కలయిక కారణంగా వివిధ పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి¹,². అయినప్పటికీ, స్థానికంగా పిట్టింగ్ ఇప్పటికీ సంభవిస్తుంది మరియు ఇది ఈ ఉక్కు యొక్క సమగ్రతను ప్రభావితం చేస్తుంది³,4. DSS సూక్ష్మజీవుల తుప్పు (MIC)కు నిరోధకతను కలిగి ఉండదు⁵,6. DSS యొక్క విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాలు ఉన్నప్పటికీ, దీర్ఘకాలిక ఉపయోగం కోసం DSS యొక్క తుప్పు నిరోధకత సరిపోని వాతావరణాలు ఇప్పటికీ ఉన్నాయి. దీని అర్థం అధిక తుప్పు నిరోధకత కలిగిన మరింత ఖరీదైన పదార్థాలు అవసరం. జియోన్ మరియు ఇతరులు⁷ సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ (SDSS)కు కూడా తుప్పు నిరోధకత విషయంలో కొన్ని పరిమితులు ఉన్నాయని కనుగొన్నారు. అందువల్ల, కొన్ని అనువర్తనాలలో అధిక తుప్పు నిరోధకత కలిగిన సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ (HDSS) అవసరం. ఇది అధిక మిశ్రమ లోహాలతో కూడిన HDSS అభివృద్ధికి దారితీసింది.
DSS యొక్క తుప్పు నిరోధకత ఆల్ఫా మరియు గామా దశల నిష్పత్తిపై మరియు రెండవ దశకు ఆనుకొని ఉన్న Cr, Mo మరియు W క్షీణించిన ప్రాంతాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది 8, 9, 10. HDSSలో Cr, Mo మరియు N అధిక పరిమాణంలో ఉంటాయి11, కాబట్టి ఇది అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకతను మరియు అధిక విలువ (45-50) పిట్టింగ్ రెసిస్టెన్స్ ఈక్వివలెంట్ నంబర్ (PREN)ను కలిగి ఉంటుంది, దీనిని wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12 ద్వారా నిర్ణయిస్తారు. దీని అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకత సుమారుగా 50% ఫెర్రైట్ (α) మరియు 50% ఆస్టెనైట్ (γ) దశలను కలిగి ఉన్న సమతుల్య కూర్పుపై ఆధారపడి ఉంటుంది, సాంప్రదాయ DSS13 కంటే HDSS మెరుగైన యాంత్రిక లక్షణాలను మరియు అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. క్లోరైడ్ తుప్పు లక్షణాలు. మెరుగైన తుప్పు నిరోధకత సముద్ర వాతావరణాల వంటి మరింత తినివేసే క్లోరైడ్ వాతావరణాలలో HDSS వినియోగాన్ని విస్తరిస్తుంది.
చమురు మరియు గ్యాస్ మరియు నీటి వినియోగ సంస్థల వంటి అనేక పరిశ్రమలలో MICలు ఒక ప్రధాన సమస్య14. మొత్తం తుప్పు నష్టంలో MIC 20% వాటాను కలిగి ఉంది15. MIC అనేది బయోఎలక్ట్రోకెమికల్ తుప్పు, ఇది అనేక వాతావరణాలలో గమనించవచ్చు. లోహ ఉపరితలాలపై ఏర్పడే బయోఫిల్మ్‌లు ఎలక్ట్రోకెమికల్ పరిస్థితులను మారుస్తాయి, తద్వారా తుప్పు ప్రక్రియను ప్రభావితం చేస్తాయి. MIC తుప్పు బయోఫిల్మ్‌ల వల్ల సంభవిస్తుందని విస్తృతంగా నమ్ముతారు. ఎలక్ట్రోజెనిక్ సూక్ష్మజీవులు మనుగడ సాగించడానికి అవసరమైన శక్తిని పొందడానికి లోహాలను తుప్పు పట్టిస్తాయి17. ఇటీవలి MIC అధ్యయనాలు ఎలక్ట్రోజెనిక్ సూక్ష్మజీవుల ద్వారా ప్రేరేపించబడిన MICలో EET (ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులార్ ఎలక్ట్రాన్ ట్రాన్స్‌ఫర్) రేటు-పరిమిత కారకం అని చూపించాయి. జాంగ్ మరియు ఇతరులు 18 ఎలక్ట్రాన్ మధ్యవర్తులు డెసల్ఫోవిబ్రియో సెసిఫికన్స్ కణాలు మరియు 304 స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ మధ్య ఎలక్ట్రాన్ బదిలీని వేగవంతం చేస్తాయని, ఇది మరింత తీవ్రమైన MIC దాడికి దారితీస్తుందని నిరూపించారు. ఎన్నింగ్ మరియు ఇతరులు 19 మరియు వెంజ్‌లాఫ్ మరియు ఇతరులు. క్షయకారక సల్ఫేట్-క్షయకరణ బ్యాక్టీరియా (SRB) బయోఫిల్మ్‌లు లోహ ఉపరితలాల నుండి ఎలక్ట్రాన్‌లను నేరుగా గ్రహించగలవని, దీని ఫలితంగా తీవ్రమైన పిట్టింగ్ తుప్పు ఏర్పడుతుందని 20వ అధ్యయనం చూపించింది.
SRB, ఐరన్-రిడ్యూసింగ్ బ్యాక్టీరియా (IRB) మొదలైనవి ఉన్న వాతావరణాలలో DSS, MICకి గురయ్యే అవకాశం ఉందని తెలుసు. 21. ఈ బ్యాక్టీరియా బయోఫిల్మ్‌ల కింద DSS ఉపరితలాలపై స్థానికీకరించిన పిట్టింగ్‌ను కలుగజేస్తుంది22,23. DSS వలె కాకుండా, HDSS24 యొక్క MIC గురించి అంతగా తెలియదు.
సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా అనేది గ్రామ్-నెగటివ్, చలించే, కడ్డీ ఆకారపు బ్యాక్టీరియా, ఇది ప్రకృతిలో విస్తృతంగా వ్యాపించి ఉంది25. సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా సముద్ర పర్యావరణంలో కూడా ఒక ప్రధాన సూక్ష్మజీవి సమూహం, ఇది ఉక్కుకు MIC (కరిగియల్ ఇన్‌ఫెక్షన్) ను కలిగిస్తుంది. సూడోమోనాస్ తుప్పు పట్టే ప్రక్రియలలో దగ్గరగా పాల్గొంటుంది మరియు బయోఫిల్మ్ ఏర్పడటంలో ఒక మార్గదర్శక కాలనైజర్‌గా గుర్తించబడింది. మహత్ మరియు ఇతరులు 28 మరియు యువాన్ మరియు ఇతరులు 29 జల వాతావరణంలో మైల్డ్ స్టీల్ మరియు మిశ్రమ లోహాల తుప్పు రేటును పెంచే ధోరణి సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసాకు ఉందని నిరూపించారు.
విద్యుత్ రసాయన పద్ధతులు, ఉపరితల విశ్లేషణా పద్ధతులు మరియు తుప్పు ఉత్పత్తుల విశ్లేషణను ఉపయోగించి, సముద్రపు ఏరోబిక్ బాక్టీరియా అయిన సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా వలన 2707 HDSS పై కలిగే MIC లక్షణాలను పరిశోధించడం ఈ పని యొక్క ప్రధాన లక్ష్యం. 2707 HDSS యొక్క MIC ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేయడానికి ఓపెన్ సర్క్యూట్ పొటెన్షియల్ (OCP), లీనియర్ పోలరైజేషన్ రెసిస్టెన్స్ (LPR), ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఇంపిడెన్స్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (EIS), మరియు పొటెన్షియల్ డైనమిక్ పోలరైజేషన్ వంటి విద్యుత్ రసాయన అధ్యయనాలు నిర్వహించబడ్డాయి. తుప్పు పట్టిన ఉపరితలంపై రసాయన మూలకాలను కనుగొనడానికి ఎనర్జీ డిస్పర్సివ్ స్పెక్ట్రోమీటర్ (EDS) విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది. అదనంగా, సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా ఉన్న సముద్ర వాతావరణ ప్రభావం కింద ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ పాసివేషన్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారించడానికి ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS) విశ్లేషణ ఉపయోగించబడింది. పిట్ లోతును కాన్ఫోకల్ లేజర్ స్కానింగ్ మైక్రోస్కోప్ (CLSM) కింద కొలవబడింది.
పట్టిక 1, 2707 HDSS యొక్క రసాయన కూర్పును జాబితా చేస్తుంది. పట్టిక 2, 2707 HDSS 650 MPa దిగుబడి బలంతో అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉందని చూపిస్తుంది. చిత్రం 1, ద్రావణ ఉష్ణ చికిత్స చేయబడిన 2707 HDSS యొక్క దృశ్య సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని చూపిస్తుంది. సుమారు 50% ఆస్టెనైట్ మరియు 50% ఫెర్రైట్ దశలను కలిగి ఉన్న సూక్ష్మ నిర్మాణంలో, ద్వితీయ దశలు లేకుండా ఆస్టెనైట్ మరియు ఫెర్రైట్ దశల పొడవైన పట్టీలను చూడవచ్చు.
పటం 2a, 37 °C వద్ద 14 రోజుల పాటు అబయోటిక్ 2216E మీడియం మరియు P. ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లో 2707 HDSS కోసం ఓపెన్ సర్క్యూట్ పొటెన్షియల్ (Eocp) వర్సెస్ ఎక్స్‌పోజర్ టైమ్ డేటాను చూపుతుంది. Eocpలో అతిపెద్ద మరియు గణనీయమైన మార్పు మొదటి 24 గంటలలోనే సంభవిస్తుందని ఇది చూపిస్తుంది. రెండు సందర్భాలలోనూ Eocp విలువలు సుమారు 16 గంటల వద్ద -145 mV (vs. SCE) వద్ద గరిష్ట స్థాయికి చేరుకుని, ఆపై వేగంగా పడిపోయి, అబయోటిక్ నమూనాకు -477 mV (vs. SCE) మరియు P. ఏరుగినోసా బ్రాత్‌కు -236 mV (vs. SCE) లకు చేరుకున్నాయి. సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా కూపన్‌లు వరుసగా. 24 గంటల తర్వాత, పి. ఏరుగినోసా కొరకు 2707 HDSS యొక్క Eocp విలువ -228 mV (vs. SCE) వద్ద సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంది, అయితే జీవసంబంధం లేని నమూనాలకు సంబంధిత విలువ సుమారుగా -442 mV (vs. SCE) గా ఉంది. పి. ఏరుగినోసా సమక్షంలో Eocp చాలా తక్కువగా ఉంది.
37 °C వద్ద అబయోటిక్ మాధ్యమం మరియు సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లో 2707 HDSS నమూనాల విద్యుత్ రసాయన పరీక్ష:
(ఎ) ఎక్స్‌పోజర్ సమయం యొక్క ఫంక్షన్‌గా Eocp, (బి) 14వ రోజున పోలరైజేషన్ కర్వ్‌లు, (సి) ఎక్స్‌పోజర్ సమయం యొక్క ఫంక్షన్‌గా Rp మరియు (డి) ఎక్స్‌పోజర్ సమయం యొక్క ఫంక్షన్‌గా icorr.
14 రోజుల పాటు అబయోటిక్ మాధ్యమం మరియు సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా ఇనాక్యులేటెడ్ మాధ్యమానికి గురిచేసిన 2707 HDSS నమూనాల ఎలక్ట్రోకెమికల్ తుప్పు పారామీటర్ విలువలను పట్టిక 3 జాబితా చేస్తుంది. ప్రామాణిక పద్ధతులు30,31 ప్రకారం, తుప్పు కరెంట్ సాంద్రత (icorr), తుప్పు పొటెన్షియల్ (Ecorr) మరియు టాఫెల్ వాలులు (βα మరియు βc) లను ఇచ్చే ఖండన బిందువులను చేరుకోవడానికి యానోడిక్ మరియు కాథోడిక్ వక్రరేఖల స్పర్శరేఖలను ఎక్స్‌ట్రాపోలేట్ చేశారు.
పటం 2bలో చూపిన విధంగా, అబయోటిక్ కర్వ్‌తో పోలిస్తే P. aeruginosa కర్వ్ పైకి జరగడం వలన Ecorrలో పెరుగుదల కనిపించింది. తుప్పు రేటుకు అనుపాతంలో ఉండే icorr విలువ, సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా నమూనాలో 0.328 μA cm-2కు పెరిగింది, ఇది జీవసంబంధం లేని నమూనా (0.087 μA cm-2) కంటే నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ.
LPR అనేది వేగవంతమైన తుప్పు విశ్లేషణ కోసం ఉపయోగించే ఒక సాంప్రదాయక, నాశనం చేయని విద్యుత్ రసాయన పద్ధతి. దీనిని MIC32ను అధ్యయనం చేయడానికి కూడా ఉపయోగించారు. పటం 2c, బహిర్గత సమయం యొక్క ప్రమేయంగా ధ్రువణ నిరోధకతను (Rp) చూపిస్తుంది. అధిక Rp విలువ అంటే తక్కువ తుప్పు అని అర్థం. మొదటి 24 గంటలలో, 2707 HDSS యొక్క Rp, అజీవ నమూనాలకు 1955 kΩ cm2 మరియు సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా నమూనాలకు 1429 kΩ cm2 గరిష్ట విలువను చేరుకుంది. పటం 2c, Rp విలువ ఒక రోజు తర్వాత వేగంగా తగ్గి, ఆపై తదుపరి 13 రోజుల పాటు దాదాపుగా మారకుండా ఉందని కూడా చూపిస్తుంది. సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా నమూనా యొక్క Rp విలువ సుమారు 40 kΩ cm2, ఇది అజీవ నమూనా యొక్క 450 kΩ cm2 విలువ కంటే చాలా తక్కువ.
icorr విలువ ఏకరీతి తుప్పు రేటుకు అనుపాతంలో ఉంటుంది. దీని విలువను కింది స్టెర్న్-గేరీ సమీకరణం నుండి లెక్కించవచ్చు,
జౌ మరియు ఇతరులు 33ను అనుసరించి, ఈ పనిలో టాఫెల్ వాలు B యొక్క సాధారణ విలువ 26 mV/decగా భావించబడింది. చిత్రం 2డి చూపిస్తుంది, జీవసంబంధం లేని 2707 నమూనా యొక్క icorr సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంది, అయితే P. aeruginosa నమూనా మొదటి 24 గంటల తర్వాత బాగా హెచ్చుతగ్గులకు లోనైంది. P. aeruginosa నమూనాల icorr విలువలు జీవసంబంధం లేని నియంత్రణల కంటే ఒక పరిమాణ క్రమం ఎక్కువగా ఉన్నాయి. ఈ ధోరణి ధ్రువణ నిరోధక ఫలితాలతో స్థిరంగా ఉంది.
క్షయం చెందిన ఇంటర్‌ఫేస్‌ల వద్ద విద్యుత్ రసాయన ప్రతిచర్యలను వర్గీకరించడానికి ఉపయోగించే మరొక నాశనం చేయని సాంకేతికత EIS. అబయోటిక్ మాధ్యమం మరియు సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా ద్రావణానికి గురైన నమూనాల ఇంపిడెన్స్ స్పెక్ట్రా మరియు లెక్కించిన కెపాసిటెన్స్ విలువలు, నమూనా ఉపరితలంపై ఏర్పడిన పాసివ్ ఫిల్మ్/బయోఫిల్మ్ యొక్క నిరోధకత Rb, ఛార్జ్ బదిలీ నిరోధకత Rct, ఎలక్ట్రిక్ డబుల్ లేయర్ కెపాసిటెన్స్ (EDL) Cdl మరియు కాన్స్టంట్ ఫేజ్ ఎలిమెంట్ (CPE) పారామితులు. ఈ పారామితులను ఈక్వివలెంట్ సర్క్యూట్ (EEC) మోడల్‌ను ఉపయోగించి డేటాను ఫిట్ చేయడం ద్వారా మరింత విశ్లేషించారు.
పటం 3, వివిధ ఇంక్యుబేషన్ సమయాల కోసం అబయోటిక్ మాధ్యమం మరియు పి. ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లోని 2707 HDSS నమూనాల యొక్క సాధారణ నైక్విస్ట్ ప్లాట్‌లు (a మరియు b) మరియు బోడ్ ప్లాట్‌లను (a' మరియు b') చూపుతుంది. సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా సమక్షంలో నైక్విస్ట్ రింగ్ యొక్క వ్యాసం తగ్గుతుంది. బోడ్ ప్లాట్ (పటం 3b') మొత్తం ఇంపిడెన్స్ పరిమాణంలో పెరుగుదలను చూపుతుంది. రిలాక్సేషన్ టైమ్ కాన్‌స్టాంట్‌పై సమాచారాన్ని ఫేజ్ మాక్సిమా ద్వారా అందించవచ్చు. పటం 4 మోనోలేయర్ (a) మరియు బైలేయర్ (b) ఆధారిత భౌతిక నిర్మాణాలను మరియు వాటికి సంబంధించిన EECలను చూపుతుంది. EEC మోడల్‌లోకి CPE ప్రవేశపెట్టబడింది. దాని అడ్మిటెన్స్ మరియు ఇంపిడెన్స్ ఈ క్రింది విధంగా వ్యక్తీకరించబడ్డాయి:
2707 HDSS నమూనా యొక్క ఇంపీడెన్స్ స్పెక్ట్రమ్‌ను ఫిట్ చేయడానికి రెండు భౌతిక నమూనాలు మరియు వాటికి సంబంధించిన తుల్య సర్క్యూట్‌లు:
ఇక్కడ Y0 అనేది CPE యొక్క పరిమాణం, j అనేది కల్పిత సంఖ్య లేదా (-1)1/2, ω అనేది కోణీయ పౌనఃపున్యం, మరియు n అనేది ఒకటి కంటే తక్కువైన CPE పవర్ ఇండెక్స్35. ఛార్జ్ బదిలీ నిరోధకత యొక్క విలోమం (అంటే 1/Rct) తుప్పు రేటుకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. తక్కువ Rct అంటే వేగవంతమైన తుప్పు రేటు27. 14 రోజుల ఇంక్యుబేషన్ తర్వాత, సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా నమూనాల Rct 32 kΩ cm2 కు చేరుకుంది, ఇది జీవసంబంధం లేని నమూనాల 489 kΩ cm2 కంటే చాలా తక్కువ (పట్టిక 4).
పటం 5లోని CLSM చిత్రాలు మరియు SEM చిత్రాలు 7 రోజుల తర్వాత 2707 HDSS నమూనా ఉపరితలంపై బయోఫిల్మ్ కవరేజ్ దట్టంగా ఉందని స్పష్టంగా చూపిస్తున్నాయి. అయితే, 14 రోజుల తర్వాత, బయోఫిల్మ్ కవరేజ్ పలుచబడింది మరియు కొన్ని చనిపోయిన కణాలు కనిపించాయి. పట్టిక 5, 7 మరియు 14 రోజుల పాటు P. aeruginosaకు గురిచేసిన తర్వాత 2707 HDSS నమూనాలపై బయోఫిల్మ్ మందాన్ని చూపిస్తుంది. గరిష్ట బయోఫిల్మ్ మందం 7 రోజుల తర్వాత 23.4 μm నుండి 14 రోజుల తర్వాత 18.9 μmకు మారింది. సగటు బయోఫిల్మ్ మందం కూడా ఈ ధోరణిని ధృవీకరించింది. ఇది 7 రోజుల తర్వాత 22.2 ± 0.7 μm నుండి 14 రోజుల తర్వాత 17.8 ± 1.0 μmకు తగ్గింది.
(ఎ) 7 రోజుల తర్వాత 3-డి సిఎల్ఎస్ఎం చిత్రం, (బి) 14 రోజుల తర్వాత 3-డి సిఎల్ఎస్ఎం చిత్రం, (సి) 7 రోజుల తర్వాత ఎస్ఈఎం చిత్రం మరియు (డి) 14 రోజుల తర్వాత ఎస్ఈఎం చిత్రం.
14 రోజుల పాటు P. aeruginosa కు గురిచేసిన నమూనాలపై ఉన్న బయోఫిల్మ్‌లు మరియు తుప్పు ఉత్పత్తులలోని రసాయన మూలకాలను EDS వెల్లడించింది. కేవలం లోహాలతో పోలిస్తే బయోఫిల్మ్‌లు మరియు తుప్పు ఉత్పత్తులలో C, N, O, మరియు P ల పరిమాణం చాలా ఎక్కువగా ఉందని పటం 6 చూపిస్తుంది, ఎందుకంటే ఈ మూలకాలు బయోఫిల్మ్‌లు మరియు వాటి జీవక్రియా ఉత్పత్తులతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. సూక్ష్మజీవులకు క్రోమియం మరియు ఇనుము అతి తక్కువ పరిమాణంలో మాత్రమే అవసరం. నమూనాల ఉపరితలంపై ఉన్న బయోఫిల్మ్ మరియు తుప్పు ఉత్పత్తులలో Cr మరియు Fe అధిక స్థాయిలో ఉండటం, తుప్పు కారణంగా లోహ మాతృక మూలకాలను కోల్పోయిందని సూచిస్తుంది.
14 రోజుల తర్వాత, 2216E మాధ్యమంలో P. aeruginosa తో మరియు అది లేకుండా గుంటలు ఏర్పడటం గమనించబడింది. ఇంక్యుబేషన్‌కు ముందు, నమూనా ఉపరితలం నునుపుగా మరియు లోపాలు లేకుండా ఉంది (పటం 7a). ఇంక్యుబేషన్ మరియు బయోఫిల్మ్, తుప్పు ఉత్పత్తులను తొలగించిన తర్వాత, నమూనాల ఉపరితలంపై ఉన్న లోతైన గుంటలను CLSM కింద పరిశీలించారు, ఇది పటం 7b మరియు c లో చూపబడింది. జీవసంబంధం లేని నియంత్రణ నమూనాల ఉపరితలంపై స్పష్టమైన గుంటలు ఏవీ కనుగొనబడలేదు (గరిష్ట గుంట లోతు 0.02 μm). సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా వల్ల కలిగే గరిష్ట గుంట లోతు 7 రోజుల తర్వాత 0.52 μm మరియు 14 రోజుల తర్వాత 0.69 μm గా ఉంది, ఇది 3 నమూనాల సగటు గరిష్ట గుంట లోతు ఆధారంగా లెక్కించబడింది (ప్రతి నమూనాకు 10 గరిష్ట గుంట లోతు విలువలు ఎంపిక చేయబడ్డాయి), ఇవి వరుసగా 0.42 ± 0.12 μm మరియు 0.52 ± 0.15 μm కు చేరుకున్నాయి (పట్టిక 5). ఈ గుంట లోతు విలువలు చిన్నవే అయినా ముఖ్యమైనవి.
(ఎ) బహిర్గతం చేయడానికి ముందు, (బి) నిర్జీవ మాధ్యమంలో 14 రోజులు మరియు (సి) సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లో 14 రోజులు.
పటం 8 వివిధ నమూనా ఉపరితలాల యొక్క XPS స్పెక్ట్రాలను చూపుతుంది, మరియు ప్రతి ఉపరితలం కోసం విశ్లేషించబడిన రసాయన కూర్పులు పట్టిక 6లో సంగ్రహించబడ్డాయి. పట్టిక 6లో, P. aeruginosa సమక్షంలో (నమూనాలు A మరియు B) Fe మరియు Cr యొక్క పరమాణు శాతాలు, జీవసంబంధం లేని నియంత్రణ నమూనాల (నమూనాలు C మరియు D) కంటే చాలా తక్కువగా ఉన్నాయి. P. aeruginosa నమూనా కోసం, Cr 2p కోర్-లెవెల్ స్పెక్ట్రల్ కర్వ్ 574.4, 576.6, 578.3 మరియు 586.8 eV బంధన శక్తి (BE) విలువలతో నాలుగు పీక్ కాంపోనెంట్‌లకు అమర్చబడింది, వీటిని వరుసగా Cr, Cr2O3, CrO3 మరియు Cr(OH)3 లకు ఆపాదించవచ్చు (పటం 9a మరియు b). జీవసంబంధం లేని నమూనాల కోసం, పటం 9c మరియు dలో Cr 2p కోర్-లెవెల్ స్పెక్ట్రం Cr (BE కోసం 573.80 eV) మరియు Cr2O3 (BE కోసం 575.90 eV) కోసం రెండు ప్రధాన పీక్‌లను కలిగి ఉంది. వరుసగా. అబయోటిక్ మరియు పి. ఏరుగినోసా నమూనాల మధ్య అత్యంత ముఖ్యమైన తేడా ఏమిటంటే, బయోఫిల్మ్ కింద Cr6+ ఉండటం మరియు Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) యొక్క అధిక సాపేక్ష భాగం ఉండటం.
రెండు మాధ్యమాలలో 2707 HDSS నమూనా ఉపరితలం యొక్క విస్తృత XPS స్పెక్ట్రాలు వరుసగా 7 రోజులు మరియు 14 రోజులు.
(ఎ) పి. ఏరుగినోసాకు 7 రోజుల పాటు గురిచేయడం, (బి) పి. ఏరుగినోసాకు 14 రోజుల పాటు గురిచేయడం, (సి) నిర్జీవ మాధ్యమంలో 7 రోజులు మరియు (డి) నిర్జీవ మాధ్యమంలో 14 రోజులు.
HDSS చాలా వాతావరణాలలో అధిక స్థాయి తుప్పు నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తుంది. కిమ్ మరియు ఇతరులు 2, UNS S32707 HDSSను 45 కంటే ఎక్కువ PREN కలిగిన అధిక మిశ్రమ లోహంతో కూడిన DSSగా నిర్వచించారని నివేదించారు. ఈ అధ్యయనంలో 2707 HDSS నమూనా యొక్క PREN విలువ 49గా ఉంది. దీనికి కారణం దాని అధిక క్రోమియం పరిమాణం మరియు అధిక మాలిబ్డినం, Ni స్థాయిలు. ఇవి ఆమ్ల మరియు అధిక క్లోరైడ్ వాతావరణాలలో ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి. అదనంగా, సమతుల్య కూర్పు మరియు లోపాలు లేని సూక్ష్మ నిర్మాణం, నిర్మాణ స్థిరత్వానికి మరియు తుప్పు నిరోధకతకు ఉపయోగపడతాయి. అయినప్పటికీ, దాని అద్భుతమైన రసాయన నిరోధకత ఉన్నప్పటికీ, ఈ అధ్యయనంలోని ప్రయోగాత్మక డేటా ప్రకారం 2707 HDSS, P. aeruginosa బయోఫిల్మ్‌ల యొక్క MICకి పూర్తిగా నిరోధకతను కలిగి లేదని సూచిస్తుంది.
ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఫలితాలు, జీవసంబంధం లేని మాధ్యమంతో పోలిస్తే 14 రోజుల తర్వాత పి. ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లో 2707 HDSS యొక్క తుప్పు రేటు గణనీయంగా పెరిగిందని చూపించాయి. పటం 2aలో, మొదటి 24 గంటలలో అబయోటిక్ మాధ్యమం మరియు పి. ఏరుగినోసా బ్రాత్ రెండింటిలోనూ Eocpలో తగ్గుదల గమనించబడింది. ఆ తర్వాత, బయోఫిల్మ్ నమూనా యొక్క ఉపరితలాన్ని పూర్తిగా కప్పివేసింది మరియు Eocp సాపేక్షంగా స్థిరంగా మారింది36. అయితే, జీవసంబంధమైన Eocp స్థాయి, జీవసంబంధం లేని Eocp కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంది. ఈ వ్యత్యాసం పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ ఏర్పడటం వల్లనే అని నమ్మడానికి కారణం ఉంది. పటం 2dలో, పి. ఏరుగినోసా సమక్షంలో, 2707 HDSS యొక్క icorr విలువ 0.627 μA cm-2కి చేరుకుంది, ఇది అబయోటిక్ కంట్రోల్ (0.063 μA cm-2) కంటే ఒక పరిమాణ క్రమం ఎక్కువగా ఉంది, ఇది EIS ద్వారా కొలవబడిన Rct విలువకు అనుగుణంగా ఉంది. మొదటి కొన్ని గంటలలో రోజులు గడిచేకొద్దీ, పి. ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లో పి. ఏరుగినోసా కణాలు అంటుకోవడం మరియు బయోఫిల్మ్‌లు ఏర్పడటం వలన ఇంపిడెన్స్ విలువలు పెరిగాయి. అయితే, బయోఫిల్మ్ నమూనా ఉపరితలాన్ని పూర్తిగా కప్పివేసినప్పుడు, ఇంపిడెన్స్ తగ్గుతుంది. బయోఫిల్మ్‌లు మరియు బయోఫిల్మ్ మెటబొలైట్‌లు ఏర్పడటం వలన మొదట రక్షిత పొర దెబ్బతింటుంది. అందువల్ల, కాలక్రమేణా తుప్పు నిరోధకత తగ్గింది, మరియు పి. ఏరుగినోసా అంటుకోవడం వలన స్థానికీకరించిన తుప్పు ఏర్పడింది. అబయోటిక్ మాధ్యమాలలో పోకడలు భిన్నంగా ఉన్నాయి. పి. ఏరుగినోసా బ్రాత్‌కు గురైన నమూనాల సంబంధిత విలువ కంటే నాన్-బయోలాజికల్ కంట్రోల్ యొక్క తుప్పు నిరోధకత చాలా ఎక్కువగా ఉంది. అంతేకాకుండా, అబయోటిక్ నమూనాల కోసం, 2707 HDSS యొక్క Rct విలువ 14వ రోజున 489 kΩ cm2కు చేరుకుంది, ఇది పి. ఏరుగినోసా సమక్షంలో ఉన్న Rct విలువ (32 kΩ cm2) కంటే 15 రెట్లు ఎక్కువ. అందువల్ల, 2707 HDSS ఒక స్టెరైల్ వాతావరణంలో అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంది. కానీ పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్‌ల ద్వారా జరిగే MIC దాడిని ఇది నిరోధించదు.
ఈ ఫలితాలను పటం 2bలోని పోలరైజేషన్ వక్రరేఖల నుండి కూడా గమనించవచ్చు. యానోడిక్ శాఖీకరణకు సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ ఏర్పడటం మరియు లోహ ఆక్సీకరణ చర్యలు కారణమని చెప్పవచ్చు. అదే సమయంలో కాథోడిక్ చర్య అనేది ఆక్సిజన్ క్షయకరణం. పి. ఏరుగినోసా ఉండటం వల్ల తుప్పు కరెంట్ సాంద్రత బాగా పెరిగింది, ఇది అబయోటిక్ నియంత్రణ కంటే సుమారుగా పది రెట్లు అధికంగా ఉంది. ఇది పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ 2707 HDSS యొక్క స్థానికీకరించిన తుప్పును పెంచుతుందని సూచిస్తుంది. యువాన్ మరియు ఇతరులు29, పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ యొక్క ప్రభావంతో 70/30 Cu-Ni మిశ్రమలోహం యొక్క తుప్పు కరెంట్ సాంద్రత పెరిగిందని కనుగొన్నారు. ఇది సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్‌ల ద్వారా ఆక్సిజన్ క్షయకరణం యొక్క బయోకెటాలసిస్ కారణంగా కావచ్చు. ఈ పరిశీలన ఈ అధ్యయనంలో 2707 HDSS యొక్క MICని కూడా వివరించవచ్చు. ఏరోబిక్ బయోఫిల్మ్‌ల కింద ఆక్సిజన్ తక్కువగా ఉండవచ్చు. అందువల్ల, ఆక్సిజన్ ద్వారా లోహ ఉపరితలాన్ని తిరిగి పాసివేట్ చేయడంలో వైఫల్యం ఈ అధ్యయనంలో MICకి దోహదపడే అంశం కావచ్చు.
డికిన్సన్ మరియు ఇతరులు 38, రసాయన మరియు విద్యుత్ రసాయన చర్యల రేట్లు నమూనా ఉపరితలంపై స్థిరంగా ఉండే బ్యాక్టీరియా యొక్క జీవక్రియ కార్యకలాపం మరియు తుప్పు ఉత్పత్తుల స్వభావం ద్వారా నేరుగా ప్రభావితం కావచ్చని సూచించారు. పటం 5 మరియు పట్టిక 5లో చూపిన విధంగా, 14 రోజుల తర్వాత కణాల సంఖ్య మరియు బయోఫిల్మ్ మందం రెండూ తగ్గాయి. 14 రోజుల తర్వాత, 2216E మాధ్యమంలో పోషకాలు క్షీణించడం వల్ల లేదా 2707 HDSS మాతృక నుండి విషపూరిత లోహ అయాన్లు విడుదల కావడం వల్ల 2707 HDSS ఉపరితలంపై ఉన్న చాలా స్థిర కణాలు చనిపోయాయని దీనిని సహేతుకంగా వివరించవచ్చు. ఇది బ్యాచ్ ప్రయోగాల యొక్క ఒక పరిమితి.
ఈ అధ్యయనంలో, 2707 HDSS ఉపరితలంపై P. aeruginosa బయోఫిల్మ్ కింద ఉన్న Cr మరియు Fe యొక్క స్థానిక క్షీణతను P. aeruginosa బయోఫిల్మ్ ప్రోత్సహించింది (పటం 6). పట్టిక 6లో, నమూనా Cతో పోలిస్తే నమూనా Dలో Fe మరియు Cr తగ్గుదల, P. aeruginosa బయోఫిల్మ్ వల్ల కరిగిన Fe మరియు Cr మొదటి 7 రోజుల తర్వాత కూడా కొనసాగాయని సూచిస్తుంది. సముద్ర వాతావరణాలను అనుకరించడానికి 2216E మీడియంను ఉపయోగిస్తారు. దీనిలో 17700 ppm Cl- ఉంటుంది, ఇది సహజ సముద్రపు నీటిలో కనిపించే దానితో పోల్చదగినది. XPS ద్వారా విశ్లేషించబడిన 7- మరియు 14-రోజుల అబయోటిక్ నమూనాలలో Cr తగ్గుదలకు 17700 ppm Cl- ఉండటమే ప్రధాన కారణం. P. aeruginosa నమూనాలతో పోలిస్తే, అబయోటిక్ వాతావరణాలలో 2707 HDSS యొక్క బలమైన Cl− నిరోధకత కారణంగా అబయోటిక్ నమూనాలలో Cr కరగడం చాలా తక్కువగా ఉంది. పటం 9 పాసివేషన్ ఫిల్మ్‌లో Cr6+ ఉనికిని చూపిస్తుంది. ఇది ఉక్కు ఉపరితలాల నుండి Cr తొలగింపులో పాలుపంచుకోవచ్చు. చెన్ మరియు క్లేటన్ సూచించినట్లుగా, పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్‌ల ద్వారా.
బ్యాక్టీరియా పెరుగుదల కారణంగా, పెంపకానికి ముందు మరియు తర్వాత మాధ్యమం యొక్క pH విలువలు వరుసగా 7.4 మరియు 8.2 గా ఉన్నాయి. అందువల్ల, మాధ్యమంలో సాపేక్షంగా అధిక pH ఉండటం వలన, పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ కింద సేంద్రీయ ఆమ్ల క్షయం ఈ పనికి దోహదపడే అంశం అయ్యే అవకాశం లేదు. 14 రోజుల పరీక్షా కాలంలో జీవసంబంధం లేని నియంత్రణ మాధ్యమం యొక్క pH గణనీయంగా మారలేదు (ప్రారంభంలో 7.4 నుండి చివరికి 7.5 కు). ఇంక్యుబేషన్ తర్వాత ఇనాక్యులేషన్ మాధ్యమంలో pH పెరుగుదల పి. ఏరుగినోసా యొక్క జీవక్రియ కార్యకలాపం కారణంగా జరిగింది మరియు టెస్ట్ స్ట్రిప్స్ లేనప్పుడు కూడా pH పై ఇదే ప్రభావాన్ని చూపినట్లు కనుగొనబడింది.
పటం 7లో చూపిన విధంగా, పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ వలన ఏర్పడిన గరిష్ట పిట్ లోతు 0.69 μmగా ఉంది, ఇది అబయోటిక్ మాధ్యమం (0.02 μm) కంటే చాలా పెద్దది. ఇది పైన వివరించిన ఎలక్ట్రోకెమికల్ డేటాతో సరిపోలుతుంది. ఈ 0.69 μm పిట్ లోతు, అదే పరిస్థితులలో 2205 DSS కోసం నివేదించబడిన 9.5 μm విలువ కంటే పది రెట్లు కంటే ఎక్కువ చిన్నది. ఈ డేటా, 2205 DSSతో పోలిస్తే 2707 HDSS మెరుగైన MIC నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తుందని చూపిస్తుంది. ఇందులో ఆశ్చర్యపోవాల్సిన అవసరం లేదు, ఎందుకంటే 2707 HDSSలో అధిక క్రోమియం కంటెంట్ ఉంటుంది. హానికరమైన ద్వితీయ అవక్షేపాలు లేని సమతుల్య దశ నిర్మాణం కారణంగా, ఇది ఎక్కువ కాలం నిలిచే పాసివేషన్‌ను అందిస్తుంది, దీనివల్ల పి. ఏరుగినోసా డీపాసివేట్ అవ్వడం మరియు స్టార్ట్ పాయింట్స్ ఎక్లిప్స్ అవ్వడం కష్టతరం అవుతుంది.
ముగింపుగా, అబయోటిక్ మీడియాలో దాదాపుగా పిట్టింగ్ లేనప్పటికీ, పి. ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లో 2707 HDSS ఉపరితలంపై MIC పిట్టింగ్ కనుగొనబడింది. ఈ అధ్యయనం 2205 DSS కంటే 2707 HDSSకు మెరుగైన MIC నిరోధకత ఉందని చూపిస్తుంది, కానీ పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ కారణంగా ఇది MIC నుండి పూర్తిగా రోగనిరోధక శక్తిని కలిగి ఉండదు. ఈ ఫలితాలు సముద్ర పర్యావరణానికి అనువైన స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్‌ను ఎంచుకోవడానికి మరియు వాటి అంచనా సేవా జీవితాన్ని నిర్ణయించడానికి సహాయపడతాయి.
2707 HDSS కోసం కూపన్‌ను చైనాలోని షెన్యాంగ్‌లో ఉన్న నార్త్ ఈస్టర్న్ యూనివర్సిటీ (NEU) స్కూల్ ఆఫ్ మెటలర్జీ అందిస్తోంది. 2707 HDSS యొక్క మూలక కూర్పు పట్టిక 1లో చూపబడింది, దీనిని NEU మెటీరియల్స్ అనాలిసిస్ అండ్ టెస్టింగ్ డిపార్ట్‌మెంట్ విశ్లేషించింది. అన్ని నమూనాలకు 1180 °C వద్ద 1 గంట పాటు ద్రావణ చికిత్స చేయబడింది. తుప్పు పరీక్షకు ముందు, 1 cm² పైభాగం బహిర్గత ఉపరితల వైశాల్యం కలిగిన నాణెం ఆకారపు 2707 HDSSను సిలికాన్ కార్బైడ్ పేపర్‌తో 2000 గ్రిట్ వరకు పాలిష్ చేసి, ఆపై 0.05 μm Al₂O₃ పౌడర్ సస్పెన్షన్‌తో మరింత పాలిష్ చేశారు. ప్రక్కలు మరియు అడుగుభాగం జడ పెయింట్‌తో రక్షించబడ్డాయి. ఆరిన తర్వాత, నమూనాలను శుభ్రమైన డీయోనైజ్డ్ నీటితో కడిగి, 0.5 గంటల పాటు 75% (v/v) ఇథనాల్‌తో స్టెరిలైజ్ చేశారు. ఆ తర్వాత వాటిని ఉపయోగించే ముందు 0.5 గంటల పాటు అతినీలలోహిత (UV) కాంతి కింద గాలిలో ఆరబెట్టారు.
మెరైన్ సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా MCCC 1A00099 స్ట్రెయిన్‌ను చైనాలోని జియామెన్ మెరైన్ కల్చర్ కలెక్షన్ సెంటర్ (MCCC) నుండి కొనుగోలు చేశారు. మెరైన్ 2216E లిక్విడ్ మీడియం (కింగ్‌డావో హోప్ బయోటెక్నాలజీ కో., లిమిటెడ్, కింగ్‌డావో, చైనా) ఉపయోగించి, 250 ml ఫ్లాస్క్‌లు మరియు 500 ml ఎలక్ట్రోకెమికల్ గ్లాస్ సెల్స్‌లో 37°C వద్ద ఏరోబికల్‌గా సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసాను పెంచారు. మీడియం (గ్రా/లీ): 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 పెప్టోన్, 1.0 ఈస్ట్ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్ మరియు 0.1 ఫెర్రిక్ సిట్రేట్. ఇనాక్యులేషన్‌కు ముందు 121°C వద్ద 20 నిమిషాల పాటు ఆటోక్లేవ్ చేయండి. 400X మాగ్నిఫికేషన్ వద్ద లైట్ మైక్రోస్కోప్ కింద హెమోసైటోమీటర్‌ను ఉపయోగించి సెసైల్ మరియు ప్లాంక్టోనిక్ కణాలను లెక్కించండి. ఇనాక్యులేషన్ తర్వాత వెంటనే ప్లాంక్టోనిక్ సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా యొక్క ప్రారంభ కణ సాంద్రత సుమారుగా 106 కణాలు/మి.లీ.
500 ml మీడియం పరిమాణం గల ఒక క్లాసిక్ త్రీ-ఎలక్ట్రోడ్ గ్లాస్ సెల్‌లో విద్యుత్ రసాయన పరీక్షలు జరిపబడ్డాయి. ఒక ప్లాటినం షీట్ మరియు ఒక శాచురేటెడ్ కాలోమెల్ ఎలక్ట్రోడ్ (SCE) వరుసగా కౌంటర్ మరియు రిఫరెన్స్ ఎలక్ట్రోడ్‌లుగా పనిచేయడానికి, సాల్ట్ బ్రిడ్జ్‌లతో నింపబడిన లగ్గిన్ కేశనాళికల ద్వారా రియాక్టర్‌కు అనుసంధానించబడ్డాయి. వర్కింగ్ ఎలక్ట్రోడ్‌లను తయారు చేయడానికి, ప్రతి నమూనాకు రబ్బరు పూత పూసిన రాగి తీగను జోడించి, ఎపాక్సీతో కప్పారు, తద్వారా వర్కింగ్ ఎలక్ట్రోడ్ కోసం సుమారు 1 cm2 బహిర్గతమైన ఏకపక్ష ఉపరితల వైశాల్యం వదిలివేయబడింది. విద్యుత్ రసాయన కొలతల సమయంలో, నమూనాలను 2216E మీడియంలో ఉంచి, వాటర్ బాత్‌లో స్థిరమైన ఇంక్యుబేషన్ ఉష్ణోగ్రత (37 °C) వద్ద నిర్వహించారు. OCP, LPR, EIS మరియు పొటెన్షియల్ డైనమిక్ పోలరైజేషన్ డేటాను ఆటోలాబ్ పొటెన్షియోస్టాట్ (రిఫరెన్స్ 600TM, గామ్రీ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్, ఇంక్., USA) ఉపయోగించి కొలవబడ్డాయి. LPR పరీక్షలు 0.125 mV s-1 స్కాన్ రేటుతో -5 మరియు 5 mV పరిధిలో Eocp మరియు 1 Hz శాంప్లింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీతో రికార్డ్ చేయబడ్డాయి. EIS నిర్వహించబడింది. స్థిర స్థితి Eocp వద్ద 5 mV అనువర్తిత వోల్టేజ్‌ను ఉపయోగించి 0.01 నుండి 10,000 Hz పౌనఃపున్య పరిధిలో సైన్ తరంగంతో. పొటెన్షియల్ స్వీప్‌కు ముందు, స్థిరమైన ఫ్రీ కరోషన్ పొటెన్షియల్ విలువను చేరుకునే వరకు ఎలక్ట్రోడ్‌లు ఓపెన్-సర్క్యూట్ మోడ్‌లో ఉంచబడ్డాయి. ఆ తర్వాత, 0.166 mV/s స్కాన్ రేటుతో -0.2 నుండి 1.5 V vs. Eocp వరకు పోలరైజేషన్ కర్వ్‌లు నడపబడ్డాయి. ప్రతి పరీక్ష P. aeruginosa తో మరియు లేకుండా 3 సార్లు పునరావృతం చేయబడింది.
మెటలోగ్రాఫిక్ విశ్లేషణ కోసం నమూనాలను 2000 గ్రిట్ తడి SiC పేపర్‌తో యాంత్రికంగా పాలిష్ చేసి, ఆపై ఆప్టికల్ పరిశీలన కోసం 0.05 μm Al2O3 పౌడర్ సస్పెన్షన్‌తో మరింత పాలిష్ చేశారు. ఆప్టికల్ మైక్రోస్కోప్‌ను ఉపయోగించి మెటలోగ్రాఫిక్ విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది. నమూనాలను 10 wt.% పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్ ద్రావణం 43 తో ఎట్చ్ చేశారు.
ఇంక్యుబేషన్ తర్వాత, నమూనాలను ఫాస్ఫేట్-బఫర్డ్ సెలైన్ (PBS) ద్రావణంతో (pH 7.4 ± 0.2) 3 సార్లు కడిగి, ఆపై బయోఫిల్మ్‌లను స్థిరీకరించడానికి 2.5% (v/v) గ్లుటరాల్డిహైడ్‌తో 10 గంటల పాటు స్థిరీకరించారు. తదనంతరం, గాలిలో ఆరబెట్టే ముందు దానిని గ్రేడెడ్ సిరీస్ (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% మరియు 100% v/v) ఇథనాల్‌తో నిర్జలీకరించారు. చివరగా, SEM పరిశీలన కోసం వాహకతను అందించడానికి నమూనా ఉపరితలంపై బంగారు పొరను స్పుటర్ చేశారు. SEM చిత్రాలు ప్రతి నమూనా ఉపరితలంపై అత్యంత స్థిరమైన P. ఏరుగినోసా కణాలు ఉన్న ప్రదేశాలపై దృష్టి సారించాయి. రసాయన మూలకాలను కనుగొనడానికి EDS విశ్లేషణ చేయండి. పిట్ లోతును కొలవడానికి జీస్ కాన్ఫోకల్ లేజర్ స్కానింగ్ మైక్రోస్కోప్ (CLSM) (LSM 710, జీస్, జర్మనీ) ఉపయోగించబడింది. బయోఫిల్మ్ కింద ఉన్న తుప్పు పిట్‌లను గమనించడానికి, పరీక్ష ముక్క పరీక్షా భాగం యొక్క ఉపరితలంపై ఉన్న తుప్పు ఉత్పత్తులను మరియు బయోఫిల్మ్‌ను తొలగించడానికి మొదట చైనీస్ జాతీయ ప్రమాణం (CNS) GB/T4334.4-2000 ప్రకారం శుభ్రం చేయబడింది.
ప్రామాణిక పరిస్థితులలో 0 నుండి –1350 eV వరకు విస్తృత బైండింగ్ ఎనర్జీ పరిధిలో మోనోక్రోమాటిక్ ఎక్స్-రే సోర్స్ (1500 eV శక్తి మరియు 150 W పవర్ వద్ద అల్యూమినియం Kα లైన్) ఉపయోగించి ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS, ESCALAB250 సర్ఫేస్ అనాలిసిస్ సిస్టమ్, థెర్మో VG, USA) విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది. 50 eV పాస్ ఎనర్జీ మరియు 0.2 eV స్టెప్ సైజును ఉపయోగించి హై-రిజల్యూషన్ స్పెక్ట్రాలను రికార్డ్ చేశారు.
ఇంక్యుబేట్ చేసిన నమూనాలను తీసివేసి, PBS (pH 7.4 ± 0.2) తో 15 సెకన్ల పాటు సున్నితంగా కడిగారు. నమూనాలపై ఉన్న బయోఫిల్మ్‌ల యొక్క బ్యాక్టీరియా జీవశక్తిని గమనించడానికి, LIVE/DEAD BacLight బ్యాక్టీరియల్ వయబిలిటీ కిట్ (ఇన్విట్రోజెన్, యూజీన్, OR, USA) ఉపయోగించి బయోఫిల్మ్‌లకు రంగు వేశారు. ఈ కిట్‌లో రెండు ఫ్లోరోసెంట్ రంగులు ఉన్నాయి, ఆకుపచ్చ ఫ్లోరోసెంట్ SYTO-9 రంగు మరియు ఎరుపు ఫ్లోరోసెంట్ ప్రొపిడియం అయోడైడ్ (PI) రంగు. CLSM కింద, ఫ్లోరోసెంట్ ఆకుపచ్చ మరియు ఎరుపు రంగు చుక్కలు వరుసగా జీవించి ఉన్న మరియు చనిపోయిన కణాలను సూచిస్తాయి. రంగు వేయడానికి, 3 μl SYTO-9 మరియు 3 μl PI ద్రావణం కలిగిన 1 ml మిశ్రమాన్ని గది ఉష్ణోగ్రత (23 °C) వద్ద చీకటిలో 20 నిమిషాల పాటు ఇంక్యుబేట్ చేశారు. ఆ తర్వాత, రంగు వేసిన నమూనాలను నికాన్ CLSM యంత్రం (C2 ప్లస్, నికాన్, జపాన్) ఉపయోగించి రెండు తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద (జీవించి ఉన్న కణాలకు 488 nm మరియు చనిపోయిన కణాలకు 559 nm) గమనించారు. బయోఫిల్మ్ మందం 3-డి స్కానింగ్ మోడ్‌లో కొలవబడింది.
ఈ వ్యాసాన్ని ఎలా ఉదహరించాలి: Li, H. et al.Microbial corrosion of 2707 super duplex stainless steel by marine Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep. 6, 20190; doi: 10.1038/srep20190 (2016).
జానోట్టో, ఎఫ్., గ్రాస్సీ, వి., బాల్బో, ఎ., మోంటిసెల్లి, సి. & జుచ్చి, ఎఫ్. థయోసల్ఫేట్ సమక్షంలో క్లోరైడ్ ద్రావణంలో LDX 2101 డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క ఒత్తిడి తుప్పు పగుళ్లు. కోరోస్.సైన్స్.80, 205–212 (2014).
కిమ్, ST, జాంగ్, SH, లీ, IS & పార్క్, YS సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వెల్డ్‌ల పిట్టింగ్ తుప్పు నిరోధకతపై ద్రావణ ఉష్ణ చికిత్స మరియు షీల్డింగ్ గ్యాస్‌లో నైట్రోజన్ ప్రభావం. కోరోస్.సైన్స్.53, 1939–1947 (2011).
షి, X., అవ్సి, R., గీజర్, M. & లెవాండోవ్స్కీ, Z. 316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌లో సూక్ష్మజీవుల మరియు విద్యుత్ రసాయన ప్రేరిత పిట్టింగ్ తుప్పు యొక్క తులనాత్మక రసాయన అధ్యయనం. coros.science.45, 2577–2595 (2003).
లూవో, హెచ్., డాంగ్, సిఎఫ్, లి, ఎక్స్‌జి & జియావో, కె. క్లోరైడ్ సమక్షంలో వివిధ pH ఉన్న క్షార ద్రావణాలలో 2205 డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క విద్యుత్ రసాయన ప్రవర్తన. ఎలక్ట్రోచిమ్. జర్నల్. 64, 211–220 (2012).
లిటిల్, BJ, లీ, JS & రే, RI తుప్పుపై సముద్ర బయోఫిల్మ్‌ల ప్రభావం: ఒక సంక్షిప్త సమీక్ష. ఎలక్ట్రోచిమ్. జర్నల్. 54, 2-7 (2008).