Nature.com ని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్ CSS కి పరిమిత మద్దతును కలిగి ఉంది. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాలని మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో అనుకూలత మోడ్‌ను ఆఫ్ చేయండి). ఈలోగా, నిరంతర మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము శైలులు మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా సైట్‌ను ప్రదర్శిస్తాము.
సూక్ష్మజీవుల తుప్పు (MIC) అనేక పరిశ్రమలలో 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 నిరోధకతను ప్రయోగాత్మకంగా ప్రదర్శించలేదు. ఈ అధ్యయనంలో, సముద్ర ఏరోబిక్ బాక్టీరియం సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా వల్ల కలిగే 2707 HDSS యొక్క MIC ప్రవర్తనను పరిశోధించారు. 2216E మాధ్యమంలో సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా బయోఫిల్మ్ సమక్షంలో, తుప్పు సంభావ్యతలో సానుకూల మార్పు మరియు తుప్పు ప్రస్తుత సాంద్రతలో పెరుగుదల ఉందని ఎలక్ట్రోకెమికల్ విశ్లేషణ చూపించింది. ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS) విశ్లేషణ బయోఫిల్మ్ కింద ఉన్న నమూనా ఉపరితలంపై Cr కంటెంట్‌లో తగ్గుదలని చూపించింది. గుంటల ఇమేజింగ్ విశ్లేషణ 14 రోజుల ఇంక్యుబేషన్ సమయంలో P. ఎరుగినోసా బయోఫిల్మ్ గరిష్టంగా 0.69 μm పిట్ లోతును ఉత్పత్తి చేసిందని చూపించింది. ఇది చిన్నది అయినప్పటికీ, ఇది 2707 అని సూచిస్తుంది. HDSS, P. aeruginosa బయోఫిల్మ్‌ల MIC కి పూర్తిగా రోగనిరోధక శక్తిని కలిగి ఉండదు.
డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ (DSS) వివిధ పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, ఎందుకంటే వాటి అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలు మరియు తుప్పు నిరోధకత యొక్క ఆదర్శ కలయిక 1,2. అయితే, స్థానికీకరించిన పిట్టింగ్ ఇప్పటికీ సంభవిస్తుంది మరియు ఇది ఈ ఉక్కు యొక్క సమగ్రతను ప్రభావితం చేస్తుంది3,4.DSS సూక్ష్మజీవుల తుప్పు (MIC)కి 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 ఖరీదైన పదార్థాలు అవసరం. సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ (SDSS) కూడా తుప్పు నిరోధకత పరంగా కొన్ని పరిమితులను కలిగి ఉన్నాయని జియోన్ మరియు ఇతరులు కనుగొన్నారు. అందువల్ల, కొన్ని అనువర్తనాల్లో అధిక తుప్పు నిరోధకత కలిగిన సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ (HDSS) అవసరం. ఇది అధిక మిశ్రమం HDSS అభివృద్ధికి దారితీసింది.
DSS యొక్క తుప్పు నిరోధకత ఆల్ఫా మరియు గామా దశల నిష్పత్తి మరియు రెండవ దశకు ఆనుకొని ఉన్న Cr, Mo మరియు W క్షీణించిన ప్రాంతాలు 8, 9, 10 పై ఆధారపడి ఉంటుంది. HDSS Cr, Mo మరియు N11 యొక్క అధిక కంటెంట్‌ను కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది మరియు wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12 ద్వారా నిర్ణయించబడిన అధిక విలువ (45-50) పిట్టింగ్ రెసిస్టెన్స్ ఈక్వివలెంట్ నంబర్ (PREN) కలిగి ఉంటుంది. దీని అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకత సుమారు 50% ఫెర్రైట్ (α) మరియు 50% ఆస్టెనైట్ (γ) దశలను కలిగి ఉన్న సమతుల్య కూర్పుపై ఆధారపడి ఉంటుంది, HDSS సాంప్రదాయ DSS13 కంటే మెరుగైన యాంత్రిక లక్షణాలను మరియు అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. క్లోరైడ్ తుప్పు లక్షణాలు. మెరుగైన తుప్పు నిరోధకత సముద్ర వాతావరణాల వంటి మరింత తుప్పు పట్టే క్లోరైడ్ వాతావరణాలలో HDSS వినియోగాన్ని విస్తరిస్తుంది.
చమురు మరియు గ్యాస్ మరియు నీటి సౌకర్యాలు వంటి అనేక పరిశ్రమలలో MICలు ఒక ప్రధాన సమస్య14. MIC మొత్తం తుప్పు నష్టంలో 20% వాటా కలిగి ఉంది15. MIC అనేది అనేక వాతావరణాలలో గమనించగల బయోఎలెక్ట్రోకెమికల్ తుప్పు. లోహ ఉపరితలాలపై ఏర్పడే బయోఫిల్మ్‌లు ఎలక్ట్రోకెమికల్ పరిస్థితులను మారుస్తాయి, తద్వారా తుప్పు ప్రక్రియను ప్రభావితం చేస్తాయి. బయోఫిల్మ్‌ల వల్ల MIC తుప్పు సంభవిస్తుందని విస్తృతంగా నమ్ముతారు. ఎలక్ట్రోజెనిక్ సూక్ష్మజీవులు మనుగడకు స్థిరమైన శక్తిని పొందడానికి లోహాలను తుప్పు పట్టిస్తాయి17. ఇటీవలి MIC అధ్యయనాలు EET (ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులర్ ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ) అనేది ఎలక్ట్రోజెనిక్ సూక్ష్మజీవులచే ప్రేరేపించబడిన MICలో రేటు-పరిమితం చేసే కారకం అని చూపించాయి. జాంగ్ మరియు ఇతరులు 18 ఎలక్ట్రాన్ మధ్యవర్తులు డెసల్ఫోవిబ్రియో సెసిఫికన్స్ కణాలు మరియు 304 స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ మధ్య ఎలక్ట్రాన్ బదిలీని వేగవంతం చేస్తాయని నిరూపించారు, ఇది మరింత తీవ్రమైన MIC దాడికి దారితీస్తుంది.ఎన్నింగ్ మరియు ఇతరులు 19 మరియు వెన్‌జ్‌లాఫ్ మరియు ఇతరులు 20 తుప్పు పట్టే సల్ఫేట్-తగ్గించే బ్యాక్టీరియా (SRB) బయోఫిల్మ్‌లు లోహ ఉపరితలాల నుండి ఎలక్ట్రాన్‌లను నేరుగా గ్రహించగలవని, ఫలితంగా తీవ్రమైన పిట్టింగ్ తుప్పు ఏర్పడుతుందని చూపించాయి.
SRB, ఇనుము తగ్గించే బ్యాక్టీరియా (IRB) మొదలైన వాటిని కలిగి ఉన్న వాతావరణాలలో DSS MIC కి సున్నితంగా ఉంటుందని తెలిసింది. 21. ఈ బ్యాక్టీరియా బయోఫిల్మ్‌ల కింద DSS ఉపరితలాలపై స్థానికంగా గుంతలు ఏర్పడటానికి కారణమవుతుంది22,23. DSS వలె కాకుండా, HDSS24 యొక్క MIC అంతగా తెలియదు.
సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా అనేది గ్రామ్-నెగటివ్ మోటైల్ రాడ్-ఆకారపు బాక్టీరియం, ఇది ప్రకృతిలో విస్తృతంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది25. సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా కూడా సముద్ర వాతావరణంలో ఒక ప్రధాన సూక్ష్మజీవుల సమూహం, ఇది MIC ఉక్కుగా మారుతుంది. సూడోమోనాస్ తుప్పు ప్రక్రియలలో దగ్గరగా పాల్గొంటుంది మరియు బయోఫిల్మ్ ఏర్పడేటప్పుడు ఒక మార్గదర్శక వలసవాదిగా గుర్తించబడింది. మహాత్ మరియు ఇతరులు 28 మరియు యువాన్ మరియు ఇతరులు 29 సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా జల వాతావరణంలో తేలికపాటి ఉక్కు మరియు మిశ్రమాల తుప్పు రేటును పెంచే ధోరణిని కలిగి ఉందని నిరూపించారు.
ఈ పని యొక్క ప్రధాన లక్ష్యం 2707 HDSS యొక్క MIC లక్షణాలను సముద్ర ఏరోబిక్ బాక్టీరియం సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా వల్ల కలిగే ఎలక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతులు, ఉపరితల విశ్లేషణాత్మక పద్ధతులు మరియు తుప్పు ఉత్పత్తి విశ్లేషణను ఉపయోగించి పరిశోధించడం. 2707 HDSS యొక్క MIC ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేయడానికి ఓపెన్ సర్క్యూట్ పొటెన్షియల్ (OCP), లీనియర్ పోలరైజేషన్ రెసిస్టెన్స్ (LPR), ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఇంపెడెన్స్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (EIS) మరియు పొటెన్షియల్ డైనమిక్ పోలరైజేషన్ వంటి ఎలక్ట్రోకెమికల్ అధ్యయనాలు నిర్వహించబడ్డాయి. తుప్పుపట్టిన ఉపరితలంపై రసాయన మూలకాలను కనుగొనడానికి ఎనర్జీ డిస్పర్సివ్ స్పెక్ట్రోమీటర్ (EDS) విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది. అదనంగా, సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా కలిగిన సముద్ర వాతావరణం ప్రభావంతో ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ పాసివేషన్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్ణయించడానికి ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS) విశ్లేషణను ఉపయోగించారు. పిట్ లోతును కాన్ఫోకల్ లేజర్ స్కానింగ్ మైక్రోస్కోప్ (CLSM) కింద కొలుస్తారు.
2707 HDSS యొక్క రసాయన కూర్పును పట్టిక 1 జాబితా చేస్తుంది. 2707 HDSS 650 MPa దిగుబడి బలంతో అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉందని పట్టిక 2 చూపిస్తుంది. 2707 HDSS యొక్క ద్రావణం వేడి చికిత్స యొక్క ఆప్టికల్ మైక్రోస్ట్రక్చర్‌ను చిత్రం 1 చూపిస్తుంది. ద్వితీయ దశలు లేకుండా ఆస్టెనైట్ మరియు ఫెర్రైట్ దశల యొక్క పొడుగుచేసిన బ్యాండ్‌లను 50% ఆస్టెనైట్ మరియు 50% ఫెర్రైట్ దశలను కలిగి ఉన్న మైక్రోస్ట్రక్చర్‌లో చూడవచ్చు.
చిత్రం 2a అబియోటిక్ 2216E మాధ్యమంలో 2707 HDSS కోసం ఓపెన్ సర్క్యూట్ పొటెన్షియల్ (Eocp) వర్సెస్ ఎక్స్‌పోజర్ టైమ్ డేటాను మరియు 37 °C వద్ద 14 రోజులు P. ఎరుగినోసా రసంను చూపిస్తుంది. ఇది Eocpలో అతిపెద్ద మరియు ముఖ్యమైన మార్పు మొదటి 24 గంటల్లో సంభవిస్తుందని చూపిస్తుంది. రెండు సందర్భాలలో Eocp విలువలు 16 గంటల ప్రాంతంలో -145 mV (vs. SCE) వద్ద గరిష్ట స్థాయికి చేరుకున్నాయి మరియు తరువాత బాగా పడిపోయాయి, అబియోటిక్ నమూనా మరియు P కోసం వరుసగా -477 mV (vs. SCE) మరియు -236 mV (vs. SCE)కి చేరుకున్నాయి. వరుసగా సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా కూపన్లు. 24 గంటల తర్వాత, P. ఎరుగినోసా కోసం 2707 HDSS యొక్క Eocp విలువ -228 mV (vs. SCE) వద్ద సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంది, అయితే జీవరహిత నమూనాల సంబంధిత విలువ సుమారుగా -442 mV (vs. SCE). P. ఎరుగినోసా సమక్షంలో Eocp చాలా తక్కువగా ఉంది.
37 °C వద్ద అబియోటిక్ మాధ్యమంలో 2707 HDSS నమూనాల మరియు సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా రసం యొక్క ఎలక్ట్రోకెమికల్ పరీక్ష:
(ఎ) ఎక్స్‌పోజర్ సమయం యొక్క ఫంక్షన్‌గా Eocp, (బి) 14వ రోజు ధ్రువణ వక్రతలు, (సి) ఎక్స్‌పోజర్ సమయం యొక్క ఫంక్షన్‌గా Rp మరియు (డి) ఎక్స్‌పోజర్ సమయం యొక్క ఫంక్షన్‌గా icorr.
14 రోజుల పాటు అబియోటిక్ మాధ్యమం మరియు సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా ఇనాక్యులేటెడ్ మాధ్యమానికి గురైన 2707 HDSS నమూనాల ఎలక్ట్రోకెమికల్ తుప్పు పారామితి విలువలను టేబుల్ 3 జాబితా చేస్తుంది. ప్రామాణిక పద్ధతుల ప్రకారం తుప్పు కరెంట్ సాంద్రత (ఐకార్), తుప్పు సంభావ్యత (ఎకోర్) మరియు టాఫెల్ వాలులు (βα మరియు βc) ఇచ్చే ఖండనలను చేరుకోవడానికి అనోడిక్ మరియు కాథోడిక్ వక్రతల టాంజెంట్‌లను ఎక్స్‌ట్రాపోలేట్ చేశారు30,31.
చిత్రం 2bలో చూపిన విధంగా, P. aeruginosa వక్రరేఖ పైకి మారడం వలన అబియోటిక్ వక్రరేఖతో పోలిస్తే Ecorr పెరిగింది. తుప్పు రేటుకు అనులోమానుపాతంలో ఉన్న icorr విలువ, సూడోమోనాస్ aeruginosa నమూనాలో 0.328 μA cm-2కి పెరిగింది, ఇది జీవరహిత నమూనా (0.087 μA cm-2) కంటే నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ.
LPR అనేది వేగవంతమైన తుప్పు విశ్లేషణ కోసం ఒక క్లాసిక్ నాన్-డిస్ట్రక్టివ్ ఎలక్ట్రోకెమికల్ పద్ధతి. దీనిని MIC32 అధ్యయనం చేయడానికి కూడా ఉపయోగించారు. ఫిగర్ 2c ధ్రువణ నిరోధకత (Rp)ని ఎక్స్‌పోజర్ సమయం యొక్క విధిగా చూపిస్తుంది. అధిక Rp విలువ అంటే తక్కువ తుప్పు. మొదటి 24 గంటల్లో, 2707 HDSS యొక్క Rp అబియోటిక్ నమూనాల కోసం 1955 kΩ cm2 గరిష్ట విలువను మరియు సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా నమూనాల కోసం 1429 kΩ cm2 గరిష్ట విలువను చేరుకుంది. ఫిగర్ 2c కూడా ఒక రోజు తర్వాత Rp విలువ వేగంగా తగ్గిందని మరియు తరువాతి 13 రోజులు సాపేక్షంగా మారలేదని చూపిస్తుంది. సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా నమూనా యొక్క Rp విలువ దాదాపు 40 kΩ cm2, ఇది నాన్-బయోలాజికల్ నమూనా యొక్క 450 kΩ cm2 విలువ కంటే చాలా తక్కువ.
ఐకార్ విలువ ఏకరీతి తుప్పు రేటుకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. దీని విలువను కింది స్టెర్న్-గేరీ సమీకరణం నుండి లెక్కించవచ్చు,
జూ మరియు ఇతరులు 33 తరువాత, ఈ పనిలో టాఫెల్ వాలు B యొక్క సాధారణ విలువ 26 mV/dec గా భావించబడింది. నాన్-బయోలాజికల్ 2707 నమూనా యొక్క ఐకార్ సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉందని చిత్రం 2d చూపిస్తుంది, అయితే P. ఎరుగినోసా నమూనా మొదటి 24 గంటల తర్వాత బాగా హెచ్చుతగ్గులకు గురైంది. P. ఎరుగినోసా నమూనాల ఐకార్ విలువలు నాన్-బయోలాజికల్ నియంత్రణల కంటే ఎక్కువ పరిమాణంలో ఉన్నాయి. ఈ ధోరణి ధ్రువణ నిరోధక ఫలితాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.
EIS అనేది తుప్పుపట్టిన ఇంటర్‌ఫేస్‌లలో ఎలక్ట్రోకెమికల్ ప్రతిచర్యలను వర్గీకరించడానికి ఉపయోగించే మరొక నాన్‌డిస్ట్రక్టివ్ టెక్నిక్. అబియోటిక్ మీడియా మరియు సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా ద్రావణానికి గురైన నమూనాల ఇంపెడెన్స్ స్పెక్ట్రా మరియు లెక్కించిన కెపాసిటెన్స్ విలువలు, నమూనా ఉపరితలంపై ఏర్పడిన నిష్క్రియాత్మక ఫిల్మ్/బయోఫిల్మ్ యొక్క Rb నిరోధకత, Rct ఛార్జ్ బదిలీ నిరోధకత, Cdl ఎలక్ట్రిక్ డబుల్ లేయర్ కెపాసిటెన్స్ (EDL) మరియు QCPE కాన్‌స్టాంట్ ఫేజ్ ఎలిమెంట్ (CPE) పారామితులు. ఈ పారామితులను సమానమైన సర్క్యూట్ (EEC) మోడల్‌ని ఉపయోగించి డేటాను అమర్చడం ద్వారా మరింత విశ్లేషించారు.
చిత్రం 3 అబియోటిక్ మాధ్యమంలో 2707 HDSS నమూనాల సాధారణ నైక్విస్ట్ ప్లాట్లు (a మరియు b) మరియు బోడ్ ప్లాట్లు (a' మరియు b') మరియు వివిధ పొదిగే సమయాల కోసం P. ఎరుగినోసా రసం చూపిస్తుంది. సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా సమక్షంలో నైక్విస్ట్ రింగ్ యొక్క వ్యాసం తగ్గుతుంది. బోడ్ ప్లాట్ (Fig. 3b') మొత్తం ఇంపెడెన్స్ యొక్క పరిమాణంలో పెరుగుదలను చూపుతుంది. సడలింపు సమయ స్థిరాంకంపై సమాచారాన్ని దశ మాగ్జిమా ద్వారా అందించవచ్చు. చిత్రం 4 మోనోలేయర్ (a) మరియు ద్విలేయర్ (b) ఆధారిత భౌతిక నిర్మాణాలు మరియు వాటి సంబంధిత EECలను చూపిస్తుంది. CPE EEC మోడల్‌లో ప్రవేశపెట్టబడింది. దీని ప్రవేశం మరియు ఇంపెడెన్స్ ఈ క్రింది విధంగా వ్యక్తీకరించబడ్డాయి:
2707 HDSS నమూనా యొక్క ఇంపెడెన్స్ స్పెక్ట్రమ్‌ను అమర్చడానికి రెండు భౌతిక నమూనాలు మరియు సంబంధిత సమానమైన సర్క్యూట్‌లు:
ఇక్కడ Y0 అనేది CPE యొక్క పరిమాణం, j అనేది ఊహాత్మక సంఖ్య లేదా (-1)1/2, ω అనేది కోణీయ పౌనఃపున్యం, మరియు n అనేది ఐక్యత కంటే తక్కువ ఉన్న CPE శక్తి సూచిక35. ఛార్జ్ బదిలీ నిరోధకత యొక్క విలోమం (అంటే 1/Rct) తుప్పు రేటుకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. చిన్న Rct అంటే వేగవంతమైన తుప్పు రేటు27. 14 రోజుల పొదిగే తర్వాత, సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా నమూనాల Rct 32 kΩ cm2కి చేరుకుంది, ఇది జీవరహిత నమూనాల 489 kΩ cm2 కంటే చాలా చిన్నది (టేబుల్ 4).
చిత్రం 5 లోని CLSM చిత్రాలు మరియు SEM చిత్రాలు 2707 HDSS నమూనా యొక్క ఉపరితలంపై 7 రోజుల తర్వాత బయోఫిల్మ్ కవరేజ్ దట్టంగా ఉందని స్పష్టంగా చూపిస్తున్నాయి. అయితే, 14 రోజుల తర్వాత, బయోఫిల్మ్ కవరేజ్ తక్కువగా ఉంది మరియు కొన్ని చనిపోయిన కణాలు కనిపించాయి. 7 మరియు 14 రోజుల పాటు P. ఎరుగినోసాకు గురైన తర్వాత 2707 HDSS నమూనాలపై బయోఫిల్మ్ మందాన్ని టేబుల్ 5 చూపిస్తుంది. గరిష్ట బయోఫిల్మ్ మందం 7 రోజుల తర్వాత 23.4 μm నుండి 14 రోజుల తర్వాత 18.9 μmకి 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 μmకి తగ్గింది.
(ఎ) 7 రోజుల తర్వాత 3-D CLSM చిత్రం, (బి) 14 రోజుల తర్వాత 3-D CLSM చిత్రం, (సి) 7 రోజుల తర్వాత SEM చిత్రం మరియు (డి) 14 రోజుల తర్వాత SEM చిత్రం.
14 రోజుల పాటు P. aeruginosa కు గురైన నమూనాలపై బయోఫిల్మ్‌లు మరియు తుప్పు ఉత్పత్తులలో రసాయన మూలకాలను EDS వెల్లడించింది. బయోఫిల్మ్‌లు మరియు తుప్పు ఉత్పత్తులలో C, N, O, మరియు P యొక్క కంటెంట్ బేర్ లోహాల కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉందని చిత్రం 6 చూపిస్తుంది, ఎందుకంటే ఈ మూలకాలు బయోఫిల్మ్‌లు మరియు వాటి జీవక్రియలతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. సూక్ష్మజీవులకు క్రోమియం మరియు ఇనుము యొక్క ట్రేస్ మొత్తాలు మాత్రమే అవసరం. బయోఫిల్మ్ మరియు నమూనాల ఉపరితలంపై తుప్పు ఉత్పత్తులలో అధిక స్థాయిలు Cr మరియు Fe సూచిస్తున్నాయి, ఇది లోహ మాతృక తుప్పు కారణంగా మూలకాలను కోల్పోయిందని సూచిస్తుంది.
14 రోజుల తర్వాత, 2216E మాధ్యమంలో P. ఎరుగినోసాతో మరియు లేకుండా గుంతలు ఏర్పడటం గమనించబడింది. పొదిగే ముందు, నమూనా ఉపరితలం నునుపుగా మరియు లోపాలు లేకుండా ఉంది (Fig. 7a). బయోఫిల్మ్ మరియు తుప్పు ఉత్పత్తులను పొదిగిన తర్వాత మరియు తొలగించిన తర్వాత, నమూనాల ఉపరితలంపై ఉన్న లోతైన గుంతలను CLSM కింద పరిశీలించారు, చిత్రం 7b మరియు cలో చూపిన విధంగా. జీవరహిత నియంత్రణ నమూనాల ఉపరితలంపై స్పష్టమైన గుంతలు కనుగొనబడలేదు (గరిష్ట పిట్ లోతు 0.02 μm). సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా వల్ల కలిగే గరిష్ట పిట్ లోతు 7 రోజుల తర్వాత 0.52 μm మరియు 14 రోజుల తర్వాత 0.69 μm, 3 నమూనాల సగటు గరిష్ట పిట్ లోతు ఆధారంగా (ప్రతి నమూనాకు 10 గరిష్ట పిట్ లోతు విలువలు ఎంపిక చేయబడ్డాయి) వరుసగా 0.42 ± 0.12 μm మరియు 0.52 ± 0.15 μm (టేబుల్ 5). ఈ పిట్ లోతు విలువలు చిన్నవి కానీ ముఖ్యమైనవి.
(ఎ) బహిర్గతం కావడానికి ముందు, (బి) అబియోటిక్ మాధ్యమంలో 14 రోజులు మరియు (సి) సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా రసంలో 14 రోజులు.
చిత్రం 8 వివిధ నమూనా ఉపరితలాల యొక్క XPS స్పెక్ట్రాను చూపిస్తుంది మరియు ప్రతి ఉపరితలం కోసం విశ్లేషించబడిన రసాయన కూర్పులను పట్టిక 6లో సంగ్రహించారు. పట్టిక 6లో, P. ఎరుగినోసా (నమూనాలు A మరియు B) సమక్షంలో Fe మరియు Cr యొక్క పరమాణు శాతాలు నాన్-బయోలాజికల్ కంట్రోల్ నమూనాల (నమూనాలు C మరియు D) కంటే చాలా తక్కువగా ఉన్నాయి. P. ఎరుగినోసా నమూనా కోసం, Cr 2p కోర్-లెవల్ స్పెక్ట్రల్ వక్రరేఖను 574.4, 576.6, 578.3 మరియు 586.8 eV యొక్క బైండింగ్ ఎనర్జీ (BE) విలువలతో నాలుగు పీక్ భాగాలకు అమర్చారు, వీటిని వరుసగా Cr, Cr2O3, CrO3 మరియు Cr(OH)3కి ఆపాదించవచ్చు (Fig. 9a మరియు b). జీవరహిత నమూనాల కోసం, Cr 2p కోర్-లెవల్ స్పెక్ట్రం Cr (BE కోసం 573.80 eV) మరియు Cr2O3 (575.90 eV) కోసం రెండు ప్రధాన శిఖరాలను కలిగి ఉంటుంది. BE కోసం) వరుసగా Fig. 9c మరియు dలో. అబియోటిక్ మరియు P. ఏరుగినోసా నమూనాల మధ్య అత్యంత ముఖ్యమైన వ్యత్యాసం బయోఫిల్మ్ కింద Cr6+ మరియు Cr(OH)3 (586.8 eV యొక్క BE) యొక్క అధిక సాపేక్ష భిన్నం ఉండటం.
రెండు మాధ్యమాలలో 2707 HDSS నమూనా యొక్క ఉపరితలం యొక్క విస్తృత XPS స్పెక్ట్రా వరుసగా 7 రోజులు మరియు 14 రోజులు.
(ఎ) పి. ఎరుగినోసాకు 7 రోజులు గురికావడం, (బి) పి. ఎరుగినోసాకు 14 రోజులు గురికావడం, (సి) అబియోటిక్ మాధ్యమంలో 7 రోజులు మరియు (డి) అబియోటిక్ మాధ్యమంలో 14 రోజులు.
HDSS చాలా వాతావరణాలలో అధిక స్థాయి తుప్పు నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తుంది. కిమ్ మరియు ఇతరులు 2 నివేదించిన ప్రకారం UNS S32707 HDSS అనేది 45 కంటే ఎక్కువ PREN కలిగిన అధిక మిశ్రమ DSSగా నిర్వచించబడింది. ఈ పనిలో 2707 HDSS నమూనా యొక్క PREN విలువ 49. ఇది దాని అధిక క్రోమియం కంటెంట్ మరియు అధిక మాలిబ్డినం మరియు Ni స్థాయిల కారణంగా ఉంది, ఇవి ఆమ్ల మరియు అధిక క్లోరైడ్ వాతావరణాలలో ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి. అదనంగా, బాగా సమతుల్య కూర్పు మరియు లోపం లేని సూక్ష్మ నిర్మాణం నిర్మాణ స్థిరత్వం మరియు తుప్పు నిరోధకతకు ఉపయోగపడతాయి. అయితే, దాని అద్భుతమైన రసాయన నిరోధకత ఉన్నప్పటికీ, ఈ పనిలోని ప్రయోగాత్మక డేటా 2707 HDSS P. aeruginosa బయోఫిల్మ్‌ల MICకి పూర్తిగా రోగనిరోధక శక్తిని కలిగి లేదని సూచిస్తుంది.
జీవేతర మాధ్యమంతో పోలిస్తే 14 రోజుల తర్వాత P. aeruginosa రసంలో 2707 HDSS తుప్పు రేటు గణనీయంగా పెరిగిందని ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఫలితాలు చూపించాయి. Figure 2a లో, మొదటి 24 గంటల్లో అబియోటిక్ మాధ్యమం మరియు P. aeruginosa రసం రెండింటిలోనూ Eocp లో తగ్గింపు గమనించబడింది. తరువాత, బయోఫిల్మ్ నమూనా యొక్క ఉపరితలాన్ని కవర్ చేయడం పూర్తి చేసింది మరియు Eocp సాపేక్షంగా స్థిరంగా మారుతుంది36. అయితే, జీవేతర Eocp స్థాయి జీవేతర Eocp కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంది. ఈ వ్యత్యాసం P. aeruginosa బయోఫిల్మ్ నిర్మాణం కారణంగా ఉందని నమ్మడానికి కారణం ఉంది. Fig. 2d లో, P. aeruginosa సమక్షంలో, 2707 HDSS యొక్క ఐకార్ విలువ 0.627 μA cm-2 కి చేరుకుంది, ఇది అబియోటిక్ నియంత్రణ (0.063 μA cm-2) కంటే ఎక్కువ పరిమాణంలో ఉంది, ఇది EIS ద్వారా కొలవబడిన Rct విలువకు అనుగుణంగా ఉంది. మొదటి కొన్ని సమయాల్లో రోజుల వ్యవధిలో, P. aeruginosa కణాల అటాచ్మెంట్ మరియు బయోఫిల్మ్‌లు ఏర్పడటం వలన P. aeruginosa రసంలో ఇంపెడెన్స్ విలువలు పెరిగాయి. అయితే, బయోఫిల్మ్ నమూనా యొక్క ఉపరితలాన్ని పూర్తిగా కప్పినప్పుడు, ఇంపెడెన్స్ తగ్గుతుంది. బయోఫిల్మ్‌లు మరియు బయోఫిల్మ్ మెటాబోలైట్‌లు ఏర్పడటం వలన రక్షిత పొర మొదట దాడి చేయబడుతుంది. అందువల్ల, కాలక్రమేణా తుప్పు నిరోధకత తగ్గింది మరియు P. aeruginosa అటాచ్మెంట్ స్థానికీకరించిన తుప్పుకు కారణమైంది. అబియోటిక్ మీడియాలో పోకడలు భిన్నంగా ఉన్నాయి. నాన్-బయోలాజికల్ నియంత్రణ యొక్క తుప్పు నిరోధకత P. aeruginosa రసంకు గురైన నమూనాల సంబంధిత విలువ కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంది. ఇంకా, అబియోటిక్ నమూనాల కోసం, 2707 HDSS యొక్క Rct విలువ 14వ రోజు 489 kΩ cm2కి చేరుకుంది, ఇది P. aeruginosa సమక్షంలో Rct విలువ (32 kΩ cm2) కంటే 15 రెట్లు ఎక్కువ. అందువల్ల, 2707 HDSS శుభ్రమైన వాతావరణంలో అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంది, కానీ P. aeruginosa ద్వారా MIC దాడికి నిరోధకతను కలిగి లేదు. బయోఫిల్మ్‌లు.
ఈ ఫలితాలను Fig. 2b లోని ధ్రువణ వక్రతల నుండి కూడా గమనించవచ్చు. అనోడిక్ బ్రాంచింగ్‌ను సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా బయోఫిల్మ్ నిర్మాణం మరియు లోహ ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్యలకు ఆపాదించారు. అదే సమయంలో కాథోడిక్ ప్రతిచర్య ఆక్సిజన్ తగ్గింపు. P. ఎరుగినోసా ఉనికి తుప్పు ప్రవాహ సాంద్రతను బాగా పెంచింది, ఇది అబియోటిక్ నియంత్రణ కంటే దాదాపుగా ఎక్కువ పరిమాణంలో ఉంటుంది. ఇది P. ఎరుగినోసా బయోఫిల్మ్ 2707 HDSS యొక్క స్థానిక తుప్పును పెంచుతుందని సూచిస్తుంది. యువాన్ మరియు ఇతరులు29 P. ఎరుగినోసా బయోఫిల్మ్ సవాలు కింద 70/30 Cu-Ni మిశ్రమం యొక్క తుప్పు ప్రవాహ సాంద్రత పెరిగిందని కనుగొన్నారు. సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా బయోఫిల్మ్‌ల ద్వారా ఆక్సిజన్ తగ్గింపు యొక్క బయోక్యాటాలిసిస్ దీనికి కారణం కావచ్చు. ఈ పరిశీలన ఈ పనిలో 2707 HDSS యొక్క MICని కూడా వివరించవచ్చు. ఏరోబిక్ బయోఫిల్మ్‌లు వాటి కింద తక్కువ ఆక్సిజన్‌ను కలిగి ఉండవచ్చు. అందువల్ల, ఆక్సిజన్ ద్వారా లోహ ఉపరితలాన్ని తిరిగి నిష్క్రియం చేయడంలో వైఫల్యం MICకి దోహదపడే అంశం కావచ్చు. ఈ పనిలో.
డికిన్సన్ మరియు ఇతరులు 38, రసాయన మరియు విద్యుత్ రసాయన ప్రతిచర్యల రేట్లు నమూనా ఉపరితలంపై సెసైల్ బ్యాక్టీరియా యొక్క జీవక్రియ కార్యకలాపాలు మరియు తుప్పు ఉత్పత్తుల స్వభావం ద్వారా నేరుగా ప్రభావితమవుతాయని సూచించారు. చిత్రం 5 మరియు పట్టిక 5లో చూపిన విధంగా, సెల్ సంఖ్య మరియు బయోఫిల్మ్ మందం రెండూ 14 రోజుల తర్వాత తగ్గాయి. 14 రోజుల తర్వాత, 2707 HDSS ఉపరితలంపై ఉన్న చాలా సెసైల్ కణాలు 2216E మాధ్యమంలో పోషక క్షీణత లేదా 2707 HDSS మాతృక నుండి విషపూరిత లోహ అయాన్ల విడుదల కారణంగా చనిపోయాయని సహేతుకంగా వివరించవచ్చు. ఇది బ్యాచ్ ప్రయోగాల పరిమితి.
ఈ పనిలో, P. aeruginosa బయోఫిల్మ్ 2707 HDSS ఉపరితలంపై బయోఫిల్మ్ కింద Cr మరియు Fe యొక్క స్థానిక క్షీణతను ప్రోత్సహించింది (Fig. 6). పట్టిక 6లో, నమూనా C తో పోలిస్తే నమూనా D లో Fe మరియు Cr తగ్గింపు, P. aeruginosa బయోఫిల్మ్ వల్ల కరిగిన Fe మరియు Cr మొదటి 7 రోజులకు మించి కొనసాగిందని సూచిస్తుంది. 2216E మాధ్యమం సముద్ర వాతావరణాలను అనుకరించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది 17700 ppm Cl-ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది సహజ సముద్రపు నీటిలో కనిపించే దానితో పోల్చవచ్చు. XPS ద్వారా విశ్లేషించబడిన 7- మరియు 14-రోజుల అబియోటిక్ నమూనాలలో Cr తగ్గడానికి 17700 ppm Cl- ఉనికి ప్రధాన కారణం. P. aeruginosa నమూనాలతో పోలిస్తే, అబియోటిక్ వాతావరణాలలో 2707 HDSS యొక్క బలమైన Cl− నిరోధకత కారణంగా అబియోటిక్ నమూనాలలో Cr కరిగిపోవడం చాలా తక్కువగా ఉంది. చిత్రం 9 నిష్క్రియాత్మక చిత్రంలో Cr6+ ఉనికిని చూపిస్తుంది. ఇది చెన్ మరియు క్లేటన్ సూచించినట్లుగా, పి. ఎరుగినోసా బయోఫిల్మ్‌ల ద్వారా ఉక్కు ఉపరితలాల నుండి Cr తొలగింపులో పాల్గొనవచ్చు.
బ్యాక్టీరియా పెరుగుదల కారణంగా, సాగుకు ముందు మరియు తరువాత మాధ్యమం యొక్క pH విలువలు వరుసగా 7.4 మరియు 8.2 ఉన్నాయి. అందువల్ల, P. ఎరుగినోసా బయోఫిల్మ్ క్రింద, బల్క్ మాధ్యమంలో సాపేక్షంగా అధిక pH కారణంగా సేంద్రీయ ఆమ్ల తుప్పు ఈ పనికి దోహదపడే అంశం కాదు. 14 రోజుల పరీక్ష కాలంలో నాన్-బయోలాజికల్ నియంత్రణ మాధ్యమం యొక్క pH గణనీయంగా మారలేదు (ప్రారంభ 7.4 నుండి చివరి 7.5 వరకు). ఇంక్యుబేషన్ తర్వాత టీకాలు వేసే మాధ్యమంలో pH పెరుగుదల P. ఎరుగినోసా యొక్క జీవక్రియ కార్యకలాపాల కారణంగా ఉంది మరియు పరీక్ష స్ట్రిప్‌లు లేనప్పుడు pH పై అదే ప్రభావాన్ని చూపుతుందని కనుగొనబడింది.
చిత్రం 7లో చూపినట్లుగా, P. aeruginosa బయోఫిల్మ్ వల్ల కలిగే గరిష్ట పిట్ లోతు 0.69 μm, ఇది అబియోటిక్ మాధ్యమం (0.02 μm) కంటే చాలా పెద్దది. ఇది పైన వివరించిన ఎలక్ట్రోకెమికల్ డేటాకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. 0.69 μm పిట్ లోతు అదే పరిస్థితులలో 2205 DSS కోసం నివేదించబడిన 9.5 μm విలువ కంటే పది రెట్లు ఎక్కువ చిన్నది. 2205 DSS తో పోలిస్తే 2707 HDSS మెరుగైన MIC నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తుందని ఈ డేటా నిరూపిస్తుంది. ఇది ఆశ్చర్యం కలిగించకూడదు, ఎందుకంటే 2707 HDSS అధిక క్రోమియం కంటెంట్‌ను కలిగి ఉంది, హానికరమైన ద్వితీయ అవక్షేపణలు లేకుండా సమతుల్య దశ నిర్మాణం కారణంగా దీర్ఘకాలిక నిష్క్రియాత్మకతను అందిస్తుంది, ఇది P. aeruginosa నిష్క్రియం చేయడం మరియు పాయింట్ల గ్రహణాన్ని ప్రారంభించడం కష్టతరం చేస్తుంది.
ముగింపులో, అబియోటిక్ మీడియాలో అతితక్కువ పిటింగ్‌తో పోలిస్తే P. aeruginosa broth లో 2707 HDSS ఉపరితలంపై MIC పిట్టింగ్ కనుగొనబడింది. ఈ పని 2707 HDSS 2205 DSS కంటే మెరుగైన MIC నిరోధకతను కలిగి ఉందని చూపిస్తుంది, అయితే P. aeruginosa బయోఫిల్మ్ కారణంగా ఇది MIC కి పూర్తిగా రోగనిరోధక శక్తిని కలిగి లేదు. ఈ పరిశోధనలు తగిన స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ ఎంపికలో మరియు సముద్ర పర్యావరణానికి అంచనా వేసిన సేవా జీవితాన్ని అందించడంలో సహాయపడతాయి.
2707 HDSS కూపన్‌ను చైనాలోని షెన్యాంగ్‌లోని స్కూల్ ఆఫ్ మెటలర్జీ ఆఫ్ నార్త్ ఈస్టర్న్ యూనివర్సిటీ (NEU) అందిస్తోంది. 2707 HDSS యొక్క ఎలిమెంటల్ కంపోజిషన్ టేబుల్ 1లో చూపబడింది, దీనిని NEU మెటీరియల్స్ అనాలిసిస్ అండ్ టెస్టింగ్ డిపార్ట్‌మెంట్ విశ్లేషించింది. అన్ని నమూనాలను 1 గంట పాటు 1180 °C వద్ద ద్రావణంతో చికిత్స చేశారు. తుప్పు పరీక్షకు ముందు, 1 cm2 పైభాగంలో బహిర్గత ఉపరితల వైశాల్యం కలిగిన నాణెం ఆకారంలో ఉన్న 2707 HDSSను సిలికాన్ కార్బైడ్ పేపర్‌తో 2000 గ్రిట్‌కు పాలిష్ చేశారు మరియు 0.05 μm Al2O3 పౌడర్ సస్పెన్షన్‌తో మరింత పాలిష్ చేశారు. పక్కలు మరియు దిగువ భాగాన్ని జడ పెయింట్‌తో రక్షించారు. ఎండబెట్టిన తర్వాత, నమూనాలను స్టెరైల్ డీయోనైజ్డ్ నీటితో కడిగి, 0.5 గంటలు 75% (v/v) ఇథనాల్‌తో క్రిమిరహితం చేశారు. వాటిని ఉపయోగించే ముందు 0.5 గంటల పాటు అతినీలలోహిత (UV) కాంతి కింద గాలిలో ఎండబెట్టారు.
మెరైన్ సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా MCCC 1A00099 జాతిని చైనాలోని జియామెన్ మెరైన్ కల్చర్ కలెక్షన్ సెంటర్ (MCCC) నుండి కొనుగోలు చేశారు. సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసాను మెరైన్ 2216E ద్రవ మాధ్యమం (కింగ్డావో హోప్ బయోటెక్నాలజీ కో., లిమిటెడ్, కింగ్డావో, చైనా) ఉపయోగించి 250 మి.లీ ఫ్లాస్క్‌లు మరియు 500 మి.లీ ఎలక్ట్రోకెమికల్ గ్లాస్ సెల్స్‌లో 37°C వద్ద ఏరోబిక్‌గా పెంచారు. మధ్యస్థం (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 సారం మరియు 0.1 ఫెర్రిక్ సిట్రేట్. టీకాలు వేయడానికి ముందు 20 నిమిషాలు 121°C వద్ద ఆటోక్లేవ్ చేయండి. 400X మాగ్నిఫికేషన్ వద్ద లైట్ మైక్రోస్కోప్ కింద హెమోసైటోమీటర్ ఉపయోగించి సెసైల్ మరియు ప్లాంక్టోనిక్ కణాలను లెక్కించండి. టీకాలు వేసిన వెంటనే ప్లాంక్టోనిక్ సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా యొక్క ప్రారంభ కణ సాంద్రత సుమారు 106 కణాలు/మి.లీ.
500 ml మీడియం వాల్యూమ్ కలిగిన క్లాసిక్ త్రీ-ఎలక్ట్రోడ్ గ్లాస్ సెల్‌లో ఎలక్ట్రోకెమికల్ పరీక్షలు జరిగాయి. ఒక ప్లాటినం షీట్ మరియు సంతృప్త కలోమెల్ ఎలక్ట్రోడ్ (SCE) ఉప్పు వంతెనలతో నిండిన లగ్గిన్ కేశనాళికల ద్వారా రియాక్టర్‌కు అనుసంధానించబడి, వరుసగా కౌంటర్ మరియు రిఫరెన్స్ ఎలక్ట్రోడ్‌లుగా పనిచేస్తాయి. పని చేసే ఎలక్ట్రోడ్‌లను తయారు చేయడానికి, ప్రతి నమూనాకు రబ్బరు-పూతతో కూడిన రాగి తీగను జతచేసి ఎపాక్సీతో కప్పారు, పని చేసే ఎలక్ట్రోడ్ కోసం దాదాపు 1 cm2 బహిర్గత సింగిల్-సైడెడ్ ఉపరితల వైశాల్యాన్ని వదిలివేసింది. ఎలక్ట్రోకెమికల్ కొలతల సమయంలో, నమూనాలను 2216E మాధ్యమంలో ఉంచారు మరియు నీటి స్నానంలో స్థిరమైన ఇంక్యుబేషన్ ఉష్ణోగ్రత (37 °C) వద్ద నిర్వహించారు. OCP, LPR, EIS మరియు సంభావ్య డైనమిక్ ధ్రువణ డేటాను ఆటోలాబ్ పొటెన్షియోస్టాట్ (రిఫరెన్స్ 600TM, గామ్రీ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్, ఇంక్., USA) ఉపయోగించి కొలుస్తారు. LPR పరీక్షలు Eocp మరియు 1 Hz నమూనా ఫ్రీక్వెన్సీతో -5 మరియు 5 mV పరిధిలో 0.125 mV s-1 స్కాన్ రేటుతో నమోదు చేయబడ్డాయి. EIS సైన్ వేవ్ ఇన్‌తో నిర్వహించబడింది. స్థిరమైన స్థితి Eocp వద్ద 5 mV అనువర్తిత వోల్టేజ్‌ని ఉపయోగించి ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి 0.01 నుండి 10,000 Hz వరకు ఉంటుంది. పొటెన్షియల్ స్వీప్‌కు ముందు, స్థిరమైన ఉచిత తుప్పు సంభావ్య విలువను చేరుకునే వరకు ఎలక్ట్రోడ్‌లు ఓపెన్-సర్క్యూట్ మోడ్‌లో ఉన్నాయి. అప్పుడు ధ్రువణ వక్రతలు -0.2 నుండి 1.5 V వరకు వర్సెస్ Eocp 0.166 mV/s స్కాన్ రేటుతో అమలు చేయబడ్డాయి. ప్రతి పరీక్ష P. ఎరుగినోసాతో మరియు లేకుండా 3 సార్లు పునరావృతమైంది.
మెటలోగ్రాఫిక్ విశ్లేషణ కోసం నమూనాలను 2000 గ్రిట్ తడి SiC కాగితంతో యాంత్రికంగా పాలిష్ చేసి, ఆపై ఆప్టికల్ పరిశీలన కోసం 0.05 μm Al2O3 పౌడర్ సస్పెన్షన్‌తో మరింత పాలిష్ చేశారు. ఆప్టికల్ మైక్రోస్కోప్ ఉపయోగించి మెటలోగ్రాఫిక్ విశ్లేషణ నిర్వహించారు. నమూనాలను 10 wt.% పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్ ద్రావణం 43తో చెక్కారు.
పొదిగిన తర్వాత, నమూనాలను ఫాస్ఫేట్-బఫర్డ్ సెలైన్ (PBS) ద్రావణం (pH 7.4 ± 0.2) తో 3 సార్లు కడిగి, ఆపై బయోఫిల్మ్‌లను పరిష్కరించడానికి 2.5% (v/v) గ్లూటరాల్డిహైడ్‌తో 10 గంటలు స్థిరపరిచారు. తరువాత దీనిని గాలిలో ఆరబెట్టడానికి ముందు గ్రేడెడ్ సిరీస్ (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% మరియు 100% v/v) ఇథనాల్‌తో డీహైడ్రేట్ చేశారు. చివరగా, SEM పరిశీలన కోసం వాహకతను అందించడానికి నమూనా యొక్క ఉపరితలం బంగారు ఫిల్మ్‌తో చిమ్ముతారు. ప్రతి నమూనా ఉపరితలంపై అత్యంత సెసైల్ P. ఏరుగినోసా కణాలు ఉన్న ప్రదేశాలపై SEM చిత్రాలు కేంద్రీకరించబడ్డాయి. రసాయన మూలకాలను కనుగొనడానికి EDS విశ్లేషణను నిర్వహించండి. పిట్ లోతును కొలవడానికి జీస్ కాన్ఫోకల్ లేజర్ స్కానింగ్ మైక్రోస్కోప్ (CLSM) (LSM 710, జీస్, జర్మనీ) ఉపయోగించబడింది. బయోఫిల్మ్ కింద తుప్పు గుంటలను పరిశీలించడానికి, పరీక్ష భాగం పరీక్షా భాగం యొక్క ఉపరితలంపై తుప్పు ఉత్పత్తులు మరియు బయోఫిల్మ్‌ను తొలగించడానికి చైనీస్ నేషనల్ స్టాండర్డ్ (CNS) GB/T4334.4-2000 ప్రకారం మొదట శుభ్రం చేయబడింది.
ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS, ESCALAB250 ఉపరితల విశ్లేషణ వ్యవస్థ, థర్మో VG, USA) విశ్లేషణను ప్రామాణిక పరిస్థితులలో -1350 eV కింద విస్తృత బైండింగ్ శక్తి పరిధి 0 పై మోనోక్రోమటిక్ ఎక్స్-రే సోర్స్ (1500 eV శక్తి మరియు 150 W శక్తి వద్ద అల్యూమినియం Kα లైన్) ఉపయోగించి నిర్వహించారు. 50 eV పాస్ ఎనర్జీ మరియు 0.2 eV స్టెప్ సైజు ఉపయోగించి అధిక-రిజల్యూషన్ స్పెక్ట్రాను రికార్డ్ చేశారు.
ఇంక్యుబేట్ చేయబడిన నమూనాలను తొలగించి, 15 సెకన్ల పాటు PBS (pH 7.4 ± 0.2) తో సున్నితంగా కడిగి, నమూనాలపై బయోఫిల్మ్‌ల బ్యాక్టీరియా సాధ్యతను గమనించడానికి, బయోఫిల్మ్‌లను LIVE/DEAD బాక్‌లైట్ బాక్టీరియల్ వైబిలిటీ కిట్ (ఇన్విట్రోజెన్, యూజీన్, OR, USA) ఉపయోగించి మరకలు వేశారు. కిట్‌లో రెండు ఫ్లోరోసెంట్ రంగులు ఉన్నాయి, ఆకుపచ్చ ఫ్లోరోసెంట్ SYTO-9 డై మరియు ఎరుపు ఫ్లోరోసెంట్ ప్రొపిడియం అయోడైడ్ (PI) డై. CLSM కింద, ఫ్లోరోసెంట్ ఆకుపచ్చ మరియు ఎరుపు రంగులతో కూడిన చుక్కలు వరుసగా ప్రత్యక్ష మరియు చనిపోయిన కణాలను సూచిస్తాయి. మరకలు వేయడానికి, 3 μl SYTO-9 మరియు 3 μl PI ద్రావణాన్ని కలిగి ఉన్న 1 ml మిశ్రమాన్ని గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద (23 oC) చీకటిలో 20 నిమిషాలు పొదిగించారు. తరువాత, మరకలు పడిన నమూనాలను నికాన్ CLSM యంత్రాన్ని (C2 ప్లస్, నికాన్, జపాన్) ఉపయోగించి రెండు తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద (ప్రత్యక్ష కణాలకు 488 nm మరియు చనిపోయిన కణాలకు 559 nm) పరిశీలించారు. బయోఫిల్మ్ మందాన్ని 3-D స్కానింగ్ మోడ్‌లో కొలుస్తారు.
ఈ వ్యాసాన్ని ఎలా ఉదహరించాలి: లి, హెచ్. మరియు ఇతరులు. మెరైన్ సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా బయోఫిల్మ్ ద్వారా 2707 సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క సూక్ష్మజీవుల తుప్పు.సైన్స్.ప్రతినిధి. 6, 20190; doi: 10.1038/srep20190 (2016).
జానోట్టో, ఎఫ్., గ్రాస్సి, వి., బాల్బో, ఎ., మోంటిసెల్లి, సి. & జుచ్చి, ఎఫ్. థియోసల్ఫేట్.కోరోస్.సైన్స్.80, 205–212 (2014) సమక్షంలో క్లోరైడ్ ద్రావణంలో LDX 2101 డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క ఒత్తిడి తుప్పు పగుళ్లు.
కిమ్, ST, జాంగ్, SH, లీ, IS & పార్క్, YS సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క పిట్టింగ్ తుప్పు నిరోధకతపై షీల్డింగ్ గ్యాస్‌లో ద్రావణ వేడి చికిత్స మరియు నైట్రోజన్ ప్రభావం welds.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
షి, X., అవిసి, R., గీజర్, M. & లెవాండోవ్స్కీ, Z. 316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌లో సూక్ష్మజీవుల మరియు ఎలక్ట్రోకెమికల్‌గా ప్రేరిత పిట్టింగ్ కోరోషన్ యొక్క తులనాత్మక రసాయన అధ్యయనం.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
లువో, హెచ్., డాంగ్, సిఎఫ్, లి, ఎక్స్‌జి & జియావో, కె. క్లోరైడ్ సమక్షంలో వివిధ పిహెచ్‌ల ఆల్కలీన్ ద్రావణాలలో 2205 డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క ఎలక్ట్రోకెమికల్ ప్రవర్తన.ఎలక్ట్రోచిమ్.జర్నల్.64, 211–220 (2012).
లిటిల్, బిజె, లీ, జెఎస్ & రే, ఆర్ఐ తుప్పుపై సముద్ర బయోఫిల్మ్‌ల ప్రభావం: సంక్షిప్త సమీక్ష.ఎలక్ట్రోచిమ్.జర్నల్.54, 2-7 (2008).