Nature.comను సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు ఉపయోగిస్తున్న బ్రౌజర్ వెర్షన్‌లో CSS మద్దతు పరిమితంగా ఉంది. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు అప్‌డేట్ చేయబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాలని (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో కంపాటిబిలిటీ మోడ్‌ను నిలిపివేయాలని) మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము. ఈలోగా, మద్దతు కొనసాగేలా చూసేందుకు, మేము స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా సైట్‌ను రెండర్ చేస్తాము.
సూక్ష్మజీవుల తుప్పు (MIC) అనేది అనేక పరిశ్రమలలో ఒక తీవ్రమైన సమస్య, ఎందుకంటే ఇది భారీ ఆర్థిక నష్టాలకు దారితీస్తుంది. సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ 2707 (2707 HDSS) దాని అద్భుతమైన రసాయన నిరోధకత కారణంగా సముద్ర వాతావరణంలో ఉపయోగించబడుతుంది. అయితే, MICకి దాని నిరోధకత ప్రయోగాత్మకంగా నిరూపించబడలేదు. ఈ అధ్యయనం, సముద్ర వాయుజీవి బాక్టీరియా అయిన సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా వలన 2707 HDSSలో కలిగే MIC యొక్క ప్రవర్తనను పరిశీలించింది. విద్యుత్ రసాయన విశ్లేషణ ప్రకారం, 2216E మాధ్యమంలో సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ ఉన్నప్పుడు, తుప్పు సంభావ్యతలో సానుకూల మార్పు మరియు తుప్పు కరెంట్ సాంద్రతలో పెరుగుదల సంభవిస్తాయి. ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS) విశ్లేషణలో, బయోఫిల్మ్ కింద ఉన్న నమూనా ఉపరితలంపై క్రోమియం (Cr) పరిమాణం తగ్గినట్లు తేలింది. గుంటల దృశ్య విశ్లేషణలో, 14 రోజుల ఇంక్యుబేషన్ సమయంలో పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ గరిష్టంగా 0.69 µm గుంటల లోతును ఉత్పత్తి చేసినట్లు వెల్లడైంది. ఇది చిన్నదే అయినప్పటికీ, 2707 HDSS అనేది పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్‌ల యొక్క MIC కి పూర్తిగా నిరోధకతను కలిగి లేదని ఇది సూచిస్తుంది.
డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ (DSS) వాటి అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలు మరియు తుప్పు నిరోధకత యొక్క పరిపూర్ణ కలయిక కారణంగా వివిధ పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి¹,². అయినప్పటికీ, స్థానికంగా పిట్టింగ్ ఇప్పటికీ సంభవిస్తుంది మరియు ఈ ఉక్కు యొక్క సమగ్రతను ప్రభావితం చేస్తుంది³,⁴. DSS సూక్ష్మజీవుల తుప్పు (MIC)కు నిరోధకతను కలిగి ఉండదు⁵,⁶. DSSకు 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 సందర్భాల్లో, అధిక తుప్పు నిరోధకత కలిగిన సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ (HDSS) అవసరం. ఇది అధిక మిశ్రమ లోహాలతో కూడిన HDSS అభివృద్ధికి దారితీసింది.
తుప్పు నిరోధకత DSS ఆల్ఫా మరియు గామా దశల నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు రెండవ దశకు ఆనుకొని ఉన్న Cr, Mo మరియు W ప్రాంతాలలో 8, 9, 10 క్షీణించి ఉంటుంది. HDSSలో Cr, Mo మరియు N11 అధిక పరిమాణంలో ఉంటాయి, అందువల్ల ఇది అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది మరియు wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt. %W) + 16% wt. N12 ద్వారా నిర్ణయించబడిన తుల్య పిట్టింగ్ నిరోధక సంఖ్య (PREN) యొక్క అధిక విలువను (45-50) కలిగి ఉంటుంది. దీని అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకత సుమారుగా 50% ఫెర్రైటిక్ (α) మరియు 50% ఆస్టెనిటిక్ (γ) దశలను కలిగి ఉన్న సమతుల్య కూర్పుపై ఆధారపడి ఉంటుంది. HDSS మెరుగైన యాంత్రిక లక్షణాలను మరియు క్లోరైడ్ తుప్పుకు అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. మెరుగైన తుప్పు నిరోధకత సముద్ర వాతావరణం వంటి మరింత తీవ్రమైన క్లోరైడ్ వాతావరణాలలో HDSS వినియోగాన్ని విస్తరిస్తుంది.
చమురు మరియు గ్యాస్ మరియు నీటి పరిశ్రమల వంటి అనేక పరిశ్రమలలో MICలు ఒక ప్రధాన సమస్య¹⁴. మొత్తం తుప్పు నష్టంలో 20% MIC వల్లే జరుగుతుంది¹⁵. MIC అనేది ఒక బయోఎలక్ట్రోకెమికల్ తుప్పు, ఇది అనేక పరిసరాలలో గమనించవచ్చు. లోహ ఉపరితలాలపై ఏర్పడే బయోఫిల్మ్‌లు ఎలక్ట్రోకెమికల్ పరిస్థితులను మారుస్తాయి, తద్వారా తుప్పు ప్రక్రియను ప్రభావితం చేస్తాయి. MIC తుప్పు బయోఫిల్మ్‌ల వల్లే సంభవిస్తుందని విస్తృతంగా నమ్ముతారు. ఎలక్ట్రోజెనిక్ సూక్ష్మజీవులు తమ మనుగడకు అవసరమైన శక్తిని పొందడానికి లోహాలను తినేస్తాయి¹⁷. ఇటీవలి MIC అధ్యయనాలు ఎలక్ట్రోజెనిక్ సూక్ష్మజీవుల ద్వారా ప్రేరేపించబడిన MICలో EET (ఎక్స్‌ట్రాసెల్యులార్ ఎలక్ట్రాన్ ట్రాన్స్‌ఫర్) అనేది రేట్-లిమిటింగ్ ఫ్యాక్టర్ అని చూపించాయి. జాంగ్ మరియు ఇతరులు¹⁸ ఎలక్ట్రాన్ ఇంటర్మీడియరీలు డెసల్ఫోవిబ్రియో సెసిఫికన్స్ కణాలు మరియు 304 స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ మధ్య ఎలక్ట్రాన్ల బదిలీని వేగవంతం చేస్తాయని, ఫలితంగా మరింత తీవ్రమైన MIC దాడి జరుగుతుందని నిరూపించారు. అనింగ్ మరియు ఇతరులు¹⁹ మరియు వెంజ్‌లాఫ్ మరియు ఇతరులు. క్షయకారక సల్ఫేట్-క్షయకరణ బ్యాక్టీరియా (SRBలు) యొక్క బయోఫిల్మ్‌లు లోహ ఉపరితలాల నుండి ఎలక్ట్రాన్‌లను నేరుగా గ్రహించగలవని, దీని ఫలితంగా తీవ్రమైన పిట్టింగ్ ఏర్పడుతుందని 20 అధ్యయనాలు చూపించాయి.
SRBలు, ఐరన్-రిడ్యూసింగ్ బ్యాక్టీరియా (IRBలు) మొదలైనవి ఉన్న మీడియాలో DSS, MICకి గురయ్యే అవకాశం ఉందని తెలుసు. 21. ఈ బ్యాక్టీరియా బయోఫిల్మ్‌ల కింద DSS ఉపరితలంపై స్థానికీకరించిన పిట్టింగ్‌ను కలుగజేస్తుంది22,23. DSS వలె కాకుండా, HDSS24 యొక్క MIC గురించి అంతగా తెలియదు.
సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా అనేది గ్రామ్-నెగటివ్, చలనం గల, కడ్డీ ఆకారపు బాక్టీరియా, ఇది ప్రకృతిలో విస్తృతంగా వ్యాపించి ఉంది25. సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా సముద్ర పర్యావరణంలో కూడా ఒక ప్రధాన సూక్ష్మజీవి సమూహం, ఇది MIC గాఢతలను పెంచుతుంది. సూడోమోనాస్ తుప్పు పట్టే ప్రక్రియలో చురుకుగా పాల్గొంటుంది మరియు బయోఫిల్మ్ ఏర్పడే సమయంలో ఒక మార్గదర్శక కాలనైజర్‌గా గుర్తించబడింది. మహత్ మరియు ఇతరులు 28 మరియు యువాన్ మరియు ఇతరులు 29 జల పర్యావరణంలో మైల్డ్ స్టీల్ మరియు మిశ్రమ లోహాల తుప్పు రేటును సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా పెంచుతుందని నిరూపించారు.
విద్యుత్ రసాయన పద్ధతులు, ఉపరితల విశ్లేషణ పద్ధతులు మరియు తుప్పు ఉత్పత్తుల విశ్లేషణను ఉపయోగించి, సముద్రపు ఏరోబిక్ బాక్టీరియా అయిన సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా వలన MIC 2707 HDSS యొక్క లక్షణాలను పరిశోధించడం ఈ పని యొక్క ప్రధాన లక్ష్యం. MIC 2707 HDSS యొక్క 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 గుర్తించడానికి ఎనర్జీ డిస్పర్సివ్ స్పెక్ట్రోమెట్రిక్ అనాలిసిస్ (EDS) నిర్వహించబడింది. అదనంగా, సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా ఉన్న సముద్ర వాతావరణ ప్రభావం కింద ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ పాసివేషన్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారించడానికి ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS) ఉపయోగించబడింది. గుంటల లోతును కాన్ఫోకల్ లేజర్ స్కానింగ్ మైక్రోస్కోప్ (CLSM) కింద కొలవబడింది.
పట్టిక 1, 2707 HDSS యొక్క రసాయన కూర్పును చూపుతుంది. 2707 HDSS 650 MPa దిగుబడి బలంతో అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉందని పట్టిక 2 చూపుతుంది. పటం 1, ద్రావణ ఉష్ణ చికిత్స చేయబడిన 2707 HDSS యొక్క దృశ్య సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని చూపుతుంది. సుమారు 50% ఆస్టెనైట్ మరియు 50% ఫెర్రైట్ దశలను కలిగి ఉన్న సూక్ష్మ నిర్మాణంలో, ద్వితీయ దశలు లేకుండా ఆస్టెనైట్ మరియు ఫెర్రైట్ దశల యొక్క పొడవైన పట్టీలు కనిపిస్తాయి.
పటం 2a, 37°C వద్ద 14 రోజుల పాటు 2216E అబయోటిక్ మాధ్యమం మరియు P. ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లో 2707 HDSS కోసం ఓపెన్ సర్క్యూట్ పొటెన్షియల్ (Eocp) మరియు ఎక్స్‌పోజర్ సమయాన్ని చూపుతుంది. Eocpలో అతిపెద్ద మరియు అత్యంత ముఖ్యమైన మార్పు మొదటి 24 గంటలలోనే సంభవిస్తుందని ఇది చూపిస్తుంది. రెండు సందర్భాలలోనూ Eocp విలువలు సుమారు 16 గంటల వద్ద -145 mV (SCEతో పోలిస్తే) వద్ద గరిష్ట స్థాయికి చేరుకుని, ఆపై వేగంగా పడిపోయి, అబయోటిక్ నమూనా కోసం -477 mV (SCEతో పోలిస్తే) మరియు P. సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా కూపన్‌ల కోసం -236 mV (SCEతో పోలిస్తే) కు చేరుకున్నాయి. 24 గంటల తర్వాత, P. aeruginosa కొరకు Eocp 2707 HDSS విలువ (SCE తో పోలిస్తే) -228 mV వద్ద సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంది, అయితే జీవసంబంధం లేని నమూనాల కొరకు సంబంధిత విలువ (SCE తో పోలిస్తే) సుమారుగా -442 mV గా ఉంది. P. aeruginosa సమక్షంలో Eocp చాలా తక్కువగా ఉంది.
37 °C వద్ద అబయోటిక్ మాధ్యమం మరియు సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లో 2707 HDSS నమూనాల విద్యుత్ రసాయన అధ్యయనం:
(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 వ్యవధిలో అబయోటిక్ మరియు సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా ఇనాక్యులేటెడ్ మీడియాలకు గురైన 2707 HDSS నమూనాల ఎలక్ట్రోకెమికల్ తుప్పు పారామితులను పట్టిక 3 చూపిస్తుంది. ప్రామాణిక పద్ధతులు30,31 ప్రకారం తుప్పు కరెంట్ సాంద్రత (icorr), తుప్పు పొటెన్షియల్ (Ecorr) మరియు టాఫెల్ వాలు (βα మరియు βc) ఇచ్చే ఖండనలను పొందడానికి యానోడ్ మరియు కాథోడ్ వక్రరేఖల స్పర్శరేఖలను ఎక్స్‌ట్రాపోలేట్ చేశారు.
పటం 2bలో చూపిన విధంగా, అబయోటిక్ కర్వ్‌తో పోలిస్తే P. aeruginosa కర్వ్‌లో పైకి జరిగిన మార్పు Ecorrలో పెరుగుదలకు దారితీసింది. 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, అజీవ నమూనాలకు Rp 2707 HDSS 1955 kΩ cm2 వద్ద మరియు సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా నమూనాలకు 1429 kΩ cm2 వద్ద గరిష్ఠ స్థాయికి చేరుకుంది. ఒక రోజు తర్వాత Rp విలువ వేగంగా తగ్గిందని, ఆపై తదుపరి 13 రోజులు దాదాపుగా మారకుండా ఉందని కూడా పటం 2c చూపిస్తుంది. సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా నమూనా యొక్క Rp విలువ సుమారు 40 kΩ cm2, ఇది జీవసంబంధం లేని నమూనా యొక్క 450 kΩ cm2 విలువ కంటే చాలా తక్కువ.
icorr విలువ ఏకరీతి తుప్పు రేటుకు అనుపాతంలో ఉంటుంది. దీని విలువను కింది స్టెర్న్-గిరి సమీకరణం నుండి లెక్కించవచ్చు:
జో మరియు ఇతరులు 33 ప్రకారం, ఈ పనిలో టాఫెల్ వాలు B యొక్క సాధారణ విలువ 26 mV/dec గా తీసుకోబడింది. చిత్రం 2డి చూపిస్తుంది, జీవసంబంధం లేని నమూనా 2707 యొక్క icorr సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంది, అయితే P. aeruginosa నమూనా మొదటి 24 గంటల తర్వాత బాగా హెచ్చుతగ్గులకు గురైంది. P. aeruginosa నమూనాల icorr విలువలు జీవసంబంధం లేని నియంత్రణల కంటే ఒక పరిమాణ క్రమం ఎక్కువగా ఉన్నాయి. ఈ ధోరణి ధ్రువణ నిరోధకత ఫలితాలతో స్థిరంగా ఉంది.
క్షయం చెందిన ఉపరితలాలపై విద్యుత్ రసాయన ప్రతిచర్యలను వర్గీకరించడానికి ఉపయోగించే మరొక నాశనం చేయని పద్ధతి EIS. అబయోటిక్ వాతావరణం మరియు సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా ద్రావణానికి గురైన నమూనాల ఇంపిడెన్స్ స్పెక్ట్రా మరియు లెక్కించిన కెపాసిటెన్స్ విలువలు, నమూనా ఉపరితలంపై ఏర్పడిన పాసివ్ ఫిల్మ్/బయోఫిల్మ్ రెసిస్టెన్స్ Rb, ఛార్జ్ ట్రాన్స్‌ఫర్ రెసిస్టెన్స్ Rct, ఎలక్ట్రికల్ డబుల్ లేయర్ కెపాసిటెన్స్ Cdl (EDL) మరియు స్థిరమైన QCPE ఫేజ్ ఎలిమెంట్ పారామీటర్లు (CPE). ఈ పారామీటర్లను ఈక్వివలెంట్ సర్క్యూట్ (EEC) మోడల్‌ను ఉపయోగించి డేటాను ఫిట్ చేయడం ద్వారా మరింత విశ్లేషించారు.
పటం 3లో, వివిధ ఇంక్యుబేషన్ సమయాల కోసం అబయోటిక్ మీడియా మరియు పి. ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లోని 2707 HDSS నమూనాల యొక్క సాధారణ నైక్విస్ట్ ప్లాట్‌లు (a మరియు b) మరియు బోడ్ ప్లాట్‌లు (a' మరియు b') చూపబడ్డాయి. సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా సమక్షంలో నైక్విస్ట్ రింగ్ యొక్క వ్యాసం తగ్గుతుంది. బోడ్ ప్లాట్ (పటం 3b') మొత్తం ఇంపిడెన్స్‌లో పెరుగుదలను చూపిస్తుంది. రిలాక్సేషన్ టైమ్ కాన్‌స్టాంట్ గురించిన సమాచారాన్ని ఫేజ్ మాక్సిమా నుండి పొందవచ్చు. పటం 4లో, మోనోలేయర్ (a) మరియు బైలేయర్ (b) ఆధారంగా భౌతిక నిర్మాణాలు మరియు వాటికి సంబంధించిన EECలు చూపబడ్డాయి. EEC మోడల్‌లోకి CPE ప్రవేశపెట్టబడింది. దాని అడ్మిటెన్స్ మరియు ఇంపిడెన్స్ ఈ క్రింది విధంగా వ్యక్తీకరించబడ్డాయి:
నమూనా 2707 HDSS యొక్క ఇంపీడెన్స్ స్పెక్ట్రమ్‌ను ఫిట్ చేయడానికి రెండు భౌతిక నమూనాలు మరియు వాటికి సంబంధించిన తుల్య సర్క్యూట్‌లు:
ఇక్కడ Y0 అనేది KPI విలువ, j అనేది కల్పిత సంఖ్య లేదా (-1)1/2, ω అనేది కోణీయ పౌనఃపున్యం, n అనేది ఒకటి కంటే తక్కువైన KPI పవర్ ఇండెక్స్35. ఛార్జ్ బదిలీ నిరోధక విలోమం (అంటే 1/Rct) తుప్పు రేటుకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. Rct ఎంత తక్కువగా ఉంటే, తుప్పు రేటు అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది27. 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 HDSS నమూనా 2707 ఉపరితలంపై బయోఫిల్మ్ పూత దట్టంగా ఉందని స్పష్టంగా చూపిస్తున్నాయి. అయితే, 14 రోజుల తర్వాత, బయోఫిల్మ్ కవరేజ్ తక్కువగా ఉంది మరియు కొన్ని చనిపోయిన కణాలు కనిపించాయి. 7 మరియు 14 రోజుల పాటు P. aeruginosaకు గురిచేసిన తర్వాత 2707 HDSS నమూనాలపై బయోఫిల్మ్ మందాన్ని పట్టిక 5 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 వద్ద 3-డి సిఎల్ఎస్ఎం చిత్రం, (బి) 14 రోజుల వద్ద 3-డి సిఎల్ఎస్ఎం చిత్రం, (సి) 7 రోజుల వద్ద ఎస్ఈఎం చిత్రం, మరియు (డి) 14 రోజుల వద్ద ఎస్ఈఎం చిత్రం.
14 రోజుల పాటు P. aeruginosa కు గురిచేసిన నమూనాలపై ఉన్న బయోఫిల్మ్‌లు మరియు తుప్పు ఉత్పత్తులలోని రసాయన మూలకాలను EMF వెల్లడించింది. పటం 6లో చూపినట్లుగా, బయోఫిల్మ్‌లు మరియు తుప్పు ఉత్పత్తులలో C, N, O, మరియు P ల పరిమాణం స్వచ్ఛమైన లోహాల కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంది, 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, మీడియం 2216Eలో P. aeruginosa ఉన్న మరియు లేని గుంటలు గమనించబడ్డాయి. ఇంక్యుబేషన్‌కు ముందు, నమూనాల ఉపరితలం నునుపుగా మరియు లోపాలు లేకుండా ఉంది (Fig. 7a). ఇంక్యుబేషన్ మరియు బయోఫిల్మ్, తుప్పు ఉత్పత్తులను తొలగించిన తర్వాత, నమూనాల ఉపరితలంపై ఉన్న లోతైన గుంటలను CLSM ఉపయోగించి పరిశీలించారు, ఇది Fig. 7b మరియు cలో చూపబడింది. జీవసంబంధం లేని నియంత్రణల ఉపరితలంపై స్పష్టమైన గుంటలు కనుగొనబడలేదు (గరిష్ట గుంటల లోతు 0.02 µm). 3 నమూనాల సగటు గరిష్ట గుంట లోతు ఆధారంగా (ప్రతి నమూనాకు 10 గరిష్ట గుంటల లోతులు ఎంపిక చేయబడ్డాయి), P. aeruginosa వల్ల కలిగే గరిష్ట గుంట లోతు 7 రోజులకు 0.52 µm మరియు 14 రోజులకు 0.69 µmగా ఉంది. వరుసగా 0.42 ± 0.12 µm మరియు 0.52 ± 0.15 µm సాధించబడ్డాయి (పట్టిక 5). ఈ రంధ్రం లోతు విలువలు చిన్నవే అయినా ముఖ్యమైనవి.
(ఎ) బహిర్గతం చేయడానికి ముందు, (బి) నిర్జీవ వాతావరణంలో 14 రోజులు, మరియు (సి) సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లో 14 రోజులు.
పటంలో, పట్టిక 8 వివిధ నమూనా ఉపరితలాల యొక్క XPS స్పెక్ట్రాలను చూపుతుంది, మరియు ప్రతి ఉపరితలం కోసం విశ్లేషించబడిన రసాయన కూర్పు పట్టిక 6లో సంగ్రహించబడింది. పట్టిక 6లో, P. aeruginosa (నమూనాలు A మరియు B) సమక్షంలో Fe మరియు Cr యొక్క పరమాణు శాతాలు జీవసంబంధం లేని నియంత్రణల (నమూనాలు C మరియు D) కంటే చాలా తక్కువగా ఉన్నాయి. ఒక P. aeruginosa నమూనా కోసం, Cr 2p కేంద్రకం స్థాయిలో స్పెక్ట్రల్ వక్రరేఖ 574.4, 576.6, 578.3 మరియు 586.8 eV బంధన శక్తులు (BE) కలిగిన నాలుగు శిఖర భాగాలకు అమర్చబడింది, వీటిని వరుసగా Cr, Cr2O3, CrO3 మరియు Cr(OH)3 లకు ఆపాదించవచ్చు (పటం 9a మరియు b). జీవసంబంధం లేని నమూనాల కోసం, ప్రధాన Cr 2p స్థాయి యొక్క స్పెక్ట్రం పటాలలో Cr (BE కోసం 573.80 eV) మరియు Cr2O3 (BE కోసం 575.90 eV) కోసం రెండు ప్రధాన శిఖరాలను కలిగి ఉంది. 9c మరియు d, వరుసగా. అబయోటిక్ నమూనాలు మరియు P. aeruginosa నమూనాల మధ్య అత్యంత ముఖ్యమైన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, బయోఫిల్మ్ కింద Cr6+ ఉండటం మరియు Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) యొక్క అధిక సాపేక్ష నిష్పత్తి ఉండటం.
రెండు మాధ్యమాలలో నమూనా 2707 HDSS ఉపరితలం యొక్క విస్తృత XPS స్పెక్ట్రా వరుసగా 7 మరియు 14 రోజులు.
(ఎ) పి. ఏరుగినోసాకు 7 రోజుల పాటు గురికావడం, (బి) పి. ఏరుగినోసాకు 14 రోజుల పాటు గురికావడం, (సి) నిర్జీవ వాతావరణంలో 7 రోజులు, మరియు (డి) నిర్జీవ వాతావరణంలో 14 రోజులు.
HDSS చాలా వాతావరణాలలో అధిక స్థాయి తుప్పు నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తుంది. కిమ్ మరియు ఇతరులు2 నివేదించిన ప్రకారం, HDSS UNS S32707 అనేది 45 కంటే ఎక్కువ PREN కలిగిన అధిక మిశ్రమ లోహంతో కూడిన DSSగా గుర్తించబడింది. ఈ అధ్యయనంలో నమూనా 2707 HDSS యొక్క PREN విలువ 49గా ఉంది. దీనికి కారణం అధిక క్రోమియం పరిమాణం, అలాగే అధిక పరిమాణంలో ఉండే మాలిబ్డినం మరియు నికెల్. ఇవి ఆమ్ల వాతావరణాలలో, మరియు అధిక క్లోరైడ్ పరిమాణం ఉన్న వాతావరణాలలో ఉపయోగపడతాయి. అదనంగా, చక్కగా సమతుల్యం చేయబడిన కూర్పు మరియు లోపాలు లేని సూక్ష్మ నిర్మాణం, నిర్మాణ స్థిరత్వానికి మరియు తుప్పు నిరోధకతకు ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి. అయినప్పటికీ, దాని అద్భుతమైన రసాయన నిరోధకత ఉన్నప్పటికీ, ఈ అధ్యయనంలోని ప్రయోగాత్మక డేటా ప్రకారం 2707 HDSS అనేది P. aeruginosa బయోఫిల్మ్ MICలకు పూర్తిగా అతీతం కాదని సూచిస్తుంది.
విద్యుత్ రసాయన ఫలితాలు జీవసంబంధం లేని వాతావరణంతో పోలిస్తే 14 రోజుల తర్వాత పి. ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లో 2707 HDSS యొక్క తుప్పు రేటు గణనీయంగా పెరిగిందని చూపించాయి. పటం 2aలో, మొదటి 24 గంటలలో అబయోటిక్ మాధ్యమంలో మరియు పి. ఏరుగినోసా బ్రాత్‌లో రెండింటిలోనూ Eocpలో తగ్గుదల గమనించబడింది. ఆ తర్వాత, బయోఫిల్మ్ నమూనా యొక్క ఉపరితలాన్ని పూర్తిగా కప్పివేస్తుంది, మరియు Eocp సాపేక్షంగా స్థిరంగా మారుతుంది36. అయితే, జీవసంబంధమైన Eocp స్థాయి జీవసంబంధం లేని Eocp స్థాయి కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంది. ఈ వ్యత్యాసం పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్‌ల ఏర్పాటుతో ముడిపడి ఉందని నమ్మడానికి కారణాలు ఉన్నాయి. పటం 2dలో పి. ఏరుగినోసా సమక్షంలో, icorr 2707 HDSS విలువ 0.627 μA cm-2కి చేరుకుంది, ఇది అబయోటిక్ నియంత్రణ (0.063 μA cm-2) కంటే ఒక పరిమాణ క్రమం ఎక్కువ, ఇది EIS ద్వారా కొలవబడిన Rct విలువతో స్థిరంగా ఉంది. మొదటి కొన్ని రోజులలో, పి. ఏరుగినోసా కణాలు అంటుకోవడం మరియు బయోఫిల్మ్‌లు ఏర్పడటం వలన పి. ఏరుగినోసా ద్రావణంలో ఇంపిడెన్స్ విలువలు పెరిగాయి. అయితే, బయోఫిల్మ్ నమూనా ఉపరితలాన్ని పూర్తిగా కప్పివేసినప్పుడు, ఇంపిడెన్స్ తగ్గుతుంది. బయోఫిల్మ్‌లు మరియు బయోఫిల్మ్ జీవక్రియ ఉత్పన్నాలు ఏర్పడటం వలన ప్రధానంగా రక్షణ పొర దెబ్బతింటుంది. ఫలితంగా, కాలక్రమేణా తుప్పు నిరోధకత తగ్గింది మరియు పి. ఏరుగినోసా అంటుకోవడం వలన స్థానికీకరించిన తుప్పు పట్టింది. నిర్జీవ వాతావరణాలలో ధోరణులు భిన్నంగా ఉన్నాయి. పి. ఏరుగినోసా ద్రావణానికి గురైన నమూనాల సంబంధిత విలువతో పోలిస్తే, నిర్జీవ నియంత్రణ యొక్క తుప్పు నిరోధకత చాలా ఎక్కువగా ఉంది. అదనంగా, నిర్జీవ నమూనాల విషయంలో, 14వ రోజున Rct 2707 HDSS విలువ 489 kΩ cm2కు చేరుకుంది, ఇది పి. ఏరుగినోసా సమక్షంలోని Rct విలువ (32 kΩ cm2) కంటే 15 రెట్లు ఎక్కువ. అందువల్ల, 2707 HDSS క్రిమిరహిత వాతావరణంలో అద్భుతమైన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, కానీ P. aeruginosa బయోఫిల్మ్‌ల నుండి వచ్చే MICలకు నిరోధకతను కలిగి ఉండదు.
ఈ ఫలితాలను చిత్రాలు 2b లోని పోలరైజేషన్ వక్రరేఖల నుండి కూడా గమనించవచ్చు. యానోడిక్ బ్రాంచింగ్ అనేది సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ ఏర్పడటం మరియు లోహ ఆక్సీకరణ చర్యలతో ముడిపడి ఉంది. ఈ సందర్భంలో, కాథోడిక్ చర్య అనేది ఆక్సిజన్ యొక్క క్షయకరణం. పి. ఏరుగినోసా ఉండటం వల్ల తుప్పు కరెంట్ సాంద్రత గణనీయంగా పెరిగింది, ఇది అబయోటిక్ నియంత్రణ కంటే సుమారు ఒక పరిమాణ క్రమం ఎక్కువగా ఉంది. ఇది పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ 2707 HDSS యొక్క స్థానికీకరించిన తుప్పును పెంచుతుందని సూచిస్తుంది. యువాన్ మరియు ఇతరులు29, పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ చర్య కింద Cu-Ni 70/30 మిశ్రమలోహం యొక్క తుప్పు కరెంట్ సాంద్రత పెరిగిందని కనుగొన్నారు. ఇది సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్‌ల ద్వారా ఆక్సిజన్ క్షయకరణం యొక్క బయోకెటాలసిస్ కారణంగా ఉండవచ్చు. ఈ పరిశీలన ఈ పనిలో MIC 2707 HDSSను కూడా వివరించవచ్చు. ఏరోబిక్ బయోఫిల్మ్‌ల కింద ఆక్సిజన్ తక్కువగా ఉండే అవకాశం కూడా ఉంది. అందువల్ల, లోహ ఉపరితలాన్ని ఆక్సిజన్‌తో తిరిగి పాసివేట్ చేయడానికి నిరాకరించడం ఈ పనిలో MICకి దోహదపడే ఒక అంశం కావచ్చు.
నమూనా ఉపరితలంపై స్థిరంగా ఉండే బ్యాక్టీరియా యొక్క జీవక్రియ కార్యకలాపం మరియు తుప్పు ఉత్పత్తుల స్వభావం ద్వారా రసాయన మరియు విద్యుత్ రసాయన చర్యల రేటు నేరుగా ప్రభావితం కావచ్చని డికిన్సన్ మరియు ఇతరులు 38 సూచించారు. పటం 5 మరియు పట్టిక 5లో చూపిన విధంగా, 14 రోజుల తర్వాత కణాల సంఖ్య మరియు బయోఫిల్మ్ మందం 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 చనిపోయాయనే వాస్తవం ద్వారా దీనిని సహేతుకంగా వివరించవచ్చు. ఇది బ్యాచ్ ప్రయోగాల యొక్క ఒక పరిమితి.
ఈ అధ్యయనంలో, 2707 HDSS ఉపరితలంపై ఉన్న బయోఫిల్మ్ కింద, P. aeruginosa బయోఫిల్మ్ స్థానికంగా Cr మరియు Fe క్షీణతకు దోహదపడింది (పటం 6). నమూనా Cతో పోలిస్తే నమూనా Dలో Fe మరియు Cr తగ్గుదలను పట్టిక 6 చూపిస్తుంది, ఇది P. aeruginosa బయోఫిల్మ్ వల్ల కరిగిన Fe మరియు Cr మొదటి 7 రోజులు నిలిచి ఉన్నాయని సూచిస్తుంది. సముద్ర వాతావరణాన్ని అనుకరించడానికి 2216E వాతావరణాన్ని ఉపయోగించారు. దీనిలో 17700 ppm Cl- ఉంటుంది, ఇది సహజ సముద్రపు నీటిలోని దాని పరిమాణానికి సమానంగా ఉంటుంది. XPS ద్వారా విశ్లేషించబడిన 7- మరియు 14-రోజుల అబయోటిక్ నమూనాలలో Cr తగ్గుదలకు 17700 ppm Cl- ఉండటమే ప్రధాన కారణం. P. aeruginosa నమూనాలతో పోలిస్తే, అబయోటిక్ పరిస్థితులలో 2707 HDSS క్లోరిన్‌కు బలమైన నిరోధకతను కలిగి ఉండటం వల్ల అబయోటిక్ నమూనాలలో Cr కరగడం చాలా తక్కువగా ఉంది. పటం 9 పాసివేటింగ్ ఫిల్మ్‌లో Cr6+ ఉనికిని చూపిస్తుంది. చెన్ మరియు క్లేటన్ సూచించినట్లుగా, పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్‌ల ద్వారా ఉక్కు ఉపరితలాల నుండి క్రోమియం తొలగింపులో ఇది పాలుపంచుకోవచ్చు.
బ్యాక్టీరియా పెరుగుదల కారణంగా, సాగుకు 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 అవకాశం లేదు. 14 రోజుల పరీక్షా కాలంలో జీవసంబంధం లేని నియంత్రణ మాధ్యమం యొక్క pH గణనీయంగా మారలేదు (ప్రారంభంలో 7.4 నుండి చివరికి 7.5 వరకు). ఇంక్యుబేషన్ తర్వాత సీడ్ 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 ఎక్కువ. ఇది పైన వివరించిన ఎలక్ట్రోకెమికల్ డేటాతో సరిపోలుతుంది. 0.69 µm పిట్ లోతు, అదే పరిస్థితులలో 2205 DSS కోసం నివేదించబడిన 9.5 µm విలువ కంటే పది రెట్లు కంటే ఎక్కువ తక్కువగా ఉంది. ఈ డేటా ప్రకారం, 2205 DSS కంటే 2707 HDSS, MICలకు మెరుగైన నిరోధకతను ప్రదర్శిస్తుంది. ఇందులో ఆశ్చర్యపడాల్సిన విషయం ఏమీ లేదు, ఎందుకంటే 2707 HDSSలో అధిక Cr స్థాయిలు ఉన్నాయి, ఇవి ఎక్కువ కాలం పాసివేషన్‌ను అందిస్తాయి, పి. ఏరుగినోసాను డీపాసివేట్ చేయడం కష్టతరం చేస్తాయి, మరియు దాని సమతుల్య దశ నిర్మాణం హానికరమైన ద్వితీయ అవక్షేపణ లేకుండా పిట్టింగ్‌కు కారణమవుతుంది.
ముగింపుగా, నిర్జీవ వాతావరణంలో గుర్తించదగిన గుంటలు లేనప్పటికీ, పి. ఏరుగినోసా ద్రావణంలో 2707 HDSS ఉపరితలంపై MIC గుంటలు కనుగొనబడ్డాయి. ఈ అధ్యయనం ప్రకారం, 2205 DSS కన్నా 2707 HDSSకు MIC పట్ల మెరుగైన నిరోధకత ఉంది, కానీ పి. ఏరుగినోసా బయోఫిల్మ్ కారణంగా ఇది MIC నుండి పూర్తిగా రోగనిరోధక శక్తిని కలిగి లేదు. ఈ ఫలితాలు సముద్ర పర్యావరణానికి అనువైన స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్స్ ఎంపిక మరియు వాటి మన్నికను నిర్ధారించడంలో సహాయపడతాయి.
చైనాలోని షెన్యాంగ్‌లో ఉన్న నార్త్ఈస్టర్న్ యూనివర్సిటీ (NEU) స్కూల్ ఆఫ్ మెటలర్జీ అందించిన 2707 HDSS కోసం కూపన్. 2707 HDSS యొక్క మూలక కూర్పు పట్టిక 1లో చూపబడింది, దీనిని NEU మెటీరియల్స్ అనాలిసిస్ అండ్ టెస్టింగ్ డిపార్ట్‌మెంట్ విశ్లేషించింది. అన్ని నమూనాలను 1180°C వద్ద 1 గంట పాటు సాలిడ్ సొల్యూషన్ కోసం ట్రీట్ చేశారు. తుప్పు పరీక్షకు ముందు, 1 cm2 పైభాగం తెరిచి ఉన్న ఉపరితల వైశాల్యం గల నాణెం ఆకారపు 2707 HDSSను సిలికాన్ కార్బైడ్ సాండ్‌పేపర్‌తో 2000 గ్రిట్ వరకు పాలిష్ చేసి, ఆపై 0.05 µm Al2O3 పౌడర్ స్లర్రీతో పాలిష్ చేశారు. ప్రక్కలు మరియు అడుగుభాగం ఇనర్ట్ పెయింట్‌తో రక్షించబడ్డాయి. ఆరిన తర్వాత, నమూనాలను స్టెరైల్ 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 స్ట్రెయిన్ MCCC 1A00099ను 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 గాజు ఎలక్ట్రోకెమికల్ సెల్స్‌లో 37° C వద్ద వాయుసహిత పరిస్థితులలో సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసాను పెంచారు. మీడియంలో (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, 0.016 6NH26NH3, 3.0016 NH3, 5.0 పెప్టోన్, 1.0 ఈస్ట్ ఎక్స్‌ట్రాక్ట్ మరియు 0.1 ఐరన్ సిట్రేట్ ఉంటాయి. ఇనాక్యులేషన్‌కు ముందు 121°C వద్ద 20 నిమిషాల పాటు ఆటోక్లేవ్ చేయండి. 400x మాగ్నిఫికేషన్ వద్ద లైట్ మైక్రోస్కోప్ కింద హెమోసైటోమీటర్‌తో సెసైల్ మరియు ప్లాంక్టోనిక్ కణాలను లెక్కించండి. ఇనాక్యులేషన్ తర్వాత వెంటనే ప్లాంక్టోనిక్ సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా యొక్క ప్రారంభ సాంద్రత సుమారుగా 106 కణాలు/మి.లీ.గా ఉంది.
500 ml మాధ్యమం పరిమాణం గల ఒక సాంప్రదాయ మూడు-ఎలక్ట్రోడ్ గాజు సెల్‌లో విద్యుత్ రసాయన పరీక్షలు నిర్వహించబడ్డాయి. ప్లాటినం షీట్ మరియు సంతృప్త కాలమెల్ ఎలక్ట్రోడ్ (SAE) లను, సాల్ట్ బ్రిడ్జ్‌లతో నింపబడిన లగ్గిన్ కేశనాళికల ద్వారా రియాక్టర్‌కు అనుసంధానించారు; ఇవి వరుసగా కౌంటర్ మరియు రిఫరెన్స్ ఎలక్ట్రోడ్‌లుగా పనిచేశాయి. వర్కింగ్ ఎలక్ట్రోడ్‌ల తయారీ కోసం, ప్రతి నమూనాకు రబ్బరైజ్డ్ రాగి తీగను జతచేసి, ఎపాక్సీ రెసిన్‌తో కప్పారు, ఒక వైపు వర్కింగ్ ఎలక్ట్రోడ్ కోసం సుమారు 1 cm2 రక్షణ లేని ప్రదేశాన్ని వదిలివేశారు. విద్యుత్ రసాయన కొలతల సమయంలో, నమూనాలను 2216E మాధ్యమంలో ఉంచి, వాటర్ బాత్‌లో స్థిరమైన ఇంక్యుబేషన్ ఉష్ణోగ్రత (37°C) వద్ద ఉంచారు. OCP, LPR, EIS మరియు పొటెన్షియల్ డైనమిక్ పోలరైజేషన్ డేటాను ఆటోలాబ్ పొటెన్షియోస్టాట్ (రిఫరెన్స్ 600TM, గామ్రీ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్, ఇంక్., USA) ఉపయోగించి కొలిచారు. LPR పరీక్షలను -5 నుండి 5 mV పరిధిలో Eocp మరియు 1 Hz శాంప్లింగ్ రేటుతో 0.125 mV s-1 స్కాన్ రేటు వద్ద నమోదు చేశారు. స్థిర స్థితి Eocp వద్ద 5 mV అనువర్తిత వోల్టేజ్‌ను ఉపయోగించి, 0.01 నుండి 10,000 Hz పౌనఃపున్య పరిధిలో సైన్ వేవ్‌తో EIS నిర్వహించబడింది. పొటెన్షియల్ స్వీప్‌కు ముందు, ఫ్రీ కరోషన్ పొటెన్షియల్ యొక్క స్థిరమైన విలువ చేరే వరకు ఎలక్ట్రోడ్‌లు ఐడిల్ మోడ్‌లో ఉంచబడ్డాయి. ఆ తర్వాత, 0.166 mV/s స్కాన్ రేటు వద్ద Eocp ఫంక్షన్‌గా -0.2 నుండి 1.5 V వరకు పోలరైజేషన్ కర్వ్‌లు కొలవబడ్డాయి. ప్రతి పరీక్ష P. aeruginosa తో మరియు లేకుండా 3 సార్లు పునరావృతం చేయబడింది.
మెటలోగ్రాఫిక్ విశ్లేషణ కోసం నమూనాలను తడి 2000 గ్రిట్ 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 ద్రావణంతో ఎట్చ్ చేశారు 43.
ఇంక్యుబేషన్ తర్వాత, నమూనాలను ఫాస్ఫేట్ బఫర్డ్ సెలైన్ (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) తో 3 సార్లు కడిగి, ఆపై బయోఫిల్మ్‌లను స్థిరీకరించడానికి 2.5% (v/v) గ్లూటరాల్డిహైడ్‌తో 10 గంటల పాటు స్థిరీకరించారు. ఆ తర్వాత గాలిలో ఆరబెట్టే ముందు, దానిని బ్యాచ్ ఇథనాల్ (పరిమాణం ప్రకారం 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% మరియు 100%) తో నిర్జలీకరణం చేశారు. చివరగా, SEM పరిశీలన కోసం వాహకత్వాన్ని అందించడానికి నమూనా ఉపరితలంపై బంగారు పొరను పూతగా వేశారు. ప్రతి నమూనా ఉపరితలంపై అత్యంత స్థిరంగా ఉండే P. aeruginosa కణాలు ఉన్న ప్రదేశాలపై SEM చిత్రాలను కేంద్రీకరించారు. రసాయన మూలకాలను కనుగొనడానికి EDS విశ్లేషణను నిర్వహించారు. పిట్ లోతును కొలవడానికి జీస్ కాన్ఫోకల్ లేజర్ స్కానింగ్ మైక్రోస్కోప్ (CLSM) (LSM 710, జీస్, జర్మనీ) ను ఉపయోగించారు. బయోఫిల్మ్ కింద తుప్పు గుంటలను గమనించడానికి, పరీక్ష నమూనా ఉపరితలం నుండి తుప్పు ఉత్పత్తులను మరియు బయోఫిల్మ్‌ను తొలగించడానికి, దానిని మొదట చైనీస్ జాతీయ ప్రమాణం (CNS) GB/T4334.4-2000 ప్రకారం శుభ్రం చేశారు.
-1350 eV ప్రామాణిక పరిస్థితులలో, విస్తృత శ్రేణి బైండింగ్ ఎనర్జీలలో మోనోక్రోమాటిక్ ఎక్స్-రే సోర్స్ (1500 eV శక్తి మరియు 150 W పవర్‌తో అల్యూమినియం Kα లైన్) ఉపయోగించి ఎక్స్-రే ఫోటోఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (XPS, ESCALAB250 సర్ఫేస్ అనాలిసిస్ సిస్టమ్, థెర్మో VG, USA) విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది. 50 eV ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎనర్జీ మరియు 0.2 eV స్టెప్ ఉపయోగించి అధిక రిజల్యూషన్ స్పెక్ట్రాలు రికార్డ్ చేయబడ్డాయి.
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 ఉంటాయి: SYTO-9 ఆకుపచ్చ ఫ్లోరోసెంట్ రంగు మరియు ప్రొపిడియం అయోడైడ్ (PI) ఎరుపు ఫ్లోరోసెంట్ రంగు. CLSMలో, ఫ్లోరోసెంట్ ఆకుపచ్చ మరియు ఎరుపు చుక్కలు వరుసగా జీవించి ఉన్న మరియు చనిపోయిన కణాలను సూచిస్తాయి. రంగు వేయడం కోసం, 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 ఉపకరణం (C2 ప్లస్, నికాన్, జపాన్) ఉపయోగించి రెండు తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద (జీవించి ఉన్న కణాలకు 488 nm మరియు చనిపోయిన కణాలకు 559 nm) పరిశీలించారు. బయోఫిల్మ్ మందాన్ని 3D స్కానింగ్ మోడ్‌లో కొలిచారు.
ఈ వ్యాసాన్ని ఎలా ఉదహరించాలి: లీ, హెచ్. మరియు ఇతరులు. సూడోమోనాస్ ఏరుగినోసా మెరైన్ బయోఫిల్మ్ ద్వారా 2707 సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క సూక్ష్మజీవుల తుప్పు. ది సైన్స్. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
జానోట్టో, ఎఫ్., గ్రాస్సీ, వి., బాల్బో, ఎ., మోంటిసెల్లి, సి. & జుక్కీ, ఎఫ్. థయోసల్ఫేట్ సమక్షంలో క్లోరైడ్ ద్రావణాలలో LDX 2101 డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క ఒత్తిడి తుప్పు పగుళ్లు. జానోట్టో, ఎఫ్., గ్రాస్సీ, వి., బాల్బో, ఎ., మోంటిసెల్లి, సి. & జుక్కీ, ఎఫ్. థయోసల్ఫేట్ సమక్షంలో క్లోరైడ్ ద్రావణాలలో LDX 2101 డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క ఒత్తిడి తుప్పు పగుళ్లు. జానోట్టో, ఎఫ్., గ్రాస్సీ, వి., బాల్బో, ఎ., మోంటిసెల్లి, సి. & జూచి, ఎఫ్. కొర్రోజియోన్నో రాస్ట్రేస్కివానీ పోడ్ నాప్రియాజెనియం డప్లెక్స్‌నోయ్ లెర్క్స్ 2101 లో రాస్ట్వోరాహ్ క్లోరిడోవ్ మరియు ప్రిసూట్స్ట్వి тиосульфата. జానోట్టో, ఎఫ్., గ్రాస్సీ, వి., బాల్బో, ఎ., మోంటిసెల్లి, సి. & జుక్కీ, ఎఫ్. థయోసల్ఫేట్ సమక్షంలో క్లోరైడ్ ద్రావణాలలో డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ LDX 2101 యొక్క ఒత్తిడి తుప్పు పగుళ్లు. జానోట్టో, ఎఫ్., గ్రాస్సీ, వి., బాల్బో, ఎ., మోంటిసెల్లి, సి. & జూచి, ఎఫ్. ఎల్‌డిఎక్స్ 2101双相不锈钢在硫代硫酸盐存在下氯化物溶液中的应力腐蚀开裂。 Zanotto, F., గ్రాస్సీ, V., బాల్బో, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相 స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ జానోట్టో, ఎఫ్., గ్రాస్సీ, వి., బాల్బో, ఎ., మోంటిసెల్లి, సి. & జూచి, ఎఫ్. కొర్రోజియోన్నో రాస్ట్రేస్కివానీ పోడ్ నాప్రియాజెనియం డప్లెక్స్‌నోయ్ లెర్క్స్ 2101 లో రాస్ట్వోరే క్లోరిడా మరియు ప్రిసూట్‌స్ట్వి тиосульфата. జానోట్టో, ఎఫ్., గ్రాస్సీ, వి., బాల్బో, ఎ., మోంటిసెల్లి, సి. & జుక్కీ, ఎఫ్. థయోసల్ఫేట్ సమక్షంలో క్లోరైడ్ ద్రావణంలో డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ LDX 2101 యొక్క ఒత్తిడి తుప్పు పగుళ్లు.కోరోస్ సైన్స్ 80, 205–212 (2014).
కిమ్, ST, జాంగ్, SH, లీ, IS & పార్క్, YS హైపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వెల్డ్‌ల పిట్టింగ్ తుప్పు నిరోధకతపై ద్రావణ ఉష్ణ-చికిత్స మరియు షీల్డింగ్ గ్యాస్‌లోని నైట్రోజన్ ప్రభావాలు. కిమ్, ST, జాంగ్, SH, లీ, IS & పార్క్, YS హైపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వెల్డ్‌ల పిట్టింగ్ తుప్పు నిరోధకతపై ద్రావణ ఉష్ణ-చికిత్స మరియు షీల్డింగ్ గ్యాస్‌లోని నైట్రోజన్ ప్రభావాలు.కిమ్, ST, జాంగ్, SH, లీ, IS మరియు పార్క్, YS హైపర్‌డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వెల్డ్‌ల పిట్టింగ్ తుప్పు నిరోధకతపై ద్రావణ ఉష్ణ చికిత్స మరియు షీల్డింగ్ గ్యాస్‌లోని నైట్రోజన్ ప్రభావం. కిమ్, ST, జాంగ్, SH, లీ, IS & పార్క్, YS固溶热处理和保护气体中的氮气对超双相不锈钢焊缝抗点蚀性能的影响 కిమ్, ST, జాంగ్, SH, లీ, IS & పార్క్, YSకిమ్, ST, జాంగ్, SH, లీ, IS మరియు పార్క్, YS సూపర్ డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ వెల్డ్‌ల పిట్టింగ్ తుప్పు నిరోధకతపై ద్రావణ ఉష్ణ చికిత్స మరియు షీల్డింగ్ గ్యాస్‌లోని నైట్రోజన్ ప్రభావం.కోరోస్. ది సైన్స్. 53, 1939–1947 (2011).
షి, X., అవ్సి, R., గీజర్, M. & లెవాండోవ్స్కీ, Z. 316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌లో సూక్ష్మజీవుల మరియు విద్యుత్ రసాయన ప్రేరిత పిట్టింగ్ యొక్క రసాయన శాస్త్రంలో తులనాత్మక అధ్యయనం. షి, X., అవ్సి, R., గీజర్, M. & లెవాండోవ్స్కీ, Z. 316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌లో సూక్ష్మజీవుల మరియు విద్యుత్ రసాయన ప్రేరిత పిట్టింగ్ యొక్క రసాయన శాస్త్రంలో తులనాత్మక అధ్యయనం.షి, ఎక్స్., అవ్చి, ఆర్., గీజర్, ఎం. మరియు లెవాండోవ్స్కీ, జెడ్. 316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క సూక్ష్మజీవ మరియు విద్యుత్ రసాయన పిట్టింగ్ యొక్క తులనాత్మక రసాయన అధ్యయనం. షి, X., Avci, R., గీజర్, M. & లెవాండోవ్స్కీ, Z. షి, X., అవ్సి, R., గీజర్, M. & లెవాండోవ్స్కీ, Z.షి, ఎక్స్., అవ్చి, ఆర్., గీజర్, ఎం. మరియు లెవాండోవ్స్కీ, జెడ్. 316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌లో సూక్ష్మజీవ మరియు విద్యుత్ రసాయన ప్రేరిత పిట్టింగ్ యొక్క తులనాత్మక రసాయన అధ్యయనం.కోరోస్. ది సైన్స్. 45, 2577–2595 (2003).
లూవో, హెచ్., డాంగ్, సిఎఫ్, లి, ఎక్స్‌జి & జియావో, కె. క్లోరైడ్ సమక్షంలో విభిన్న pH ఉన్న క్షార ద్రావణాలలో 2205 డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క విద్యుత్ రసాయన ప్రవర్తన. లూవో, హెచ్., డాంగ్, సిఎఫ్, లి, ఎక్స్‌జి & జియావో, కె. క్లోరైడ్ సమక్షంలో విభిన్న pH ఉన్న క్షార ద్రావణాలలో 2205 డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క విద్యుత్ రసాయన ప్రవర్తన.లూవో హెచ్., డాంగ్ కెఎఫ్, లీ హెచ్‌జి మరియు జియావో కె. క్లోరైడ్ సమక్షంలో విభిన్న pH ఉన్న క్షార ద్రావణాలలో డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ 2205 యొక్క విద్యుత్ రసాయన ప్రవర్తన. లువో, హెచ్., డాంగ్, సిఎఫ్, లి, ఎక్స్‌జి & జియావో, కె. 2205 లువో, హెచ్., డాంగ్, సిఎఫ్, లి, ఎక్స్‌జి & జియావో, కె. 2205 క్షార ద్రావణంలో వేర్వేరు pH వద్ద క్లోరైడ్ సమక్షంలో స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క విద్యుత్ రసాయన ప్రవర్తన.లూవో హెచ్., డాంగ్ కెఎఫ్, లీ హెచ్‌జి మరియు జియావో కె. క్లోరైడ్ సమక్షంలో విభిన్న pH ఉన్న క్షార ద్రావణాలలో డ్యూప్లెక్స్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ 2205 యొక్క విద్యుత్ రసాయన ప్రవర్తన.ఎలక్ట్రోకెమ్. మ్యాగజైన్. 64, 211–220 (2012).
లిటిల్, బి.జె., లీ, జె.ఎస్. & రే, ఆర్.ఐ. తుప్పుపై సముద్ర బయోఫిల్మ్‌ల ప్రభావం: ఒక సంక్షిప్త సమీక్ష. లిటిల్, బి.జె., లీ, జె.ఎస్. & రే, ఆర్.ఐ. తుప్పుపై సముద్ర బయోఫిల్మ్‌ల ప్రభావం: ఒక సంక్షిప్త సమీక్ష.లిటిల్, బి.జె., లీ, జె.ఎస్. మరియు రే, ఆర్.ఐ. తుప్పుపై సముద్ర బయోఫిల్మ్‌ల ప్రభావాలు: ఒక సంక్షిప్త సమీక్ష. లిటిల్, BJ, లీ, JS & రే, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述。 లిటిల్, బి.జె., లీ, జె.ఎస్. & రే, ఆర్.ఐ.లిటిల్, బి.జె., లీ, జె.ఎస్. మరియు రే, ఆర్.ఐ. తుప్పుపై సముద్ర బయోఫిల్మ్‌ల ప్రభావాలు: ఒక సంక్షిప్త సమీక్ష.ఎలక్ట్రోకెమ్. మ్యాగజైన్. 54, 2-7 (2008).