Ташаккур ба шумо барои боздид аз Nature.com. Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад. Барои таҷрибаи беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки аз браузери навшуда истифода баред (ё ҳолати мувофиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед). Дар ҳамин ҳол, барои таъмини идомаи дастгирӣ, мо сайтро бидуни услуб ва JavaScript намоиш медиҳем.
Коррозияи микробҳо (MIC) дар бисёр соҳаҳо як мушкили ҷиддӣ аст, зеро он метавонад талафоти бузурги иқтисодӣ ба бор орад. 2707 аз пӯлоди зангногир аз дуплекси дуплекс (2707 HDSS) аз сабаби муқовимати аълои кимиёвӣ дар муҳити баҳрӣ истифода шудааст. Аммо, муқовимати он ба MIC ба таври таҷрибавӣ нишон дода нашудааст. Pseudomonas aeruginosa таҳқиқ карда шуд. Таҳлили электрохимиявӣ нишон дод, ки ҳангоми мавҷудияти биофилм Pseudomonas aeruginosa дар муҳити 2216E тағирёбии мусбат дар потенсиали зангзанӣ ва афзоиши зичии ҷараёни зангзанӣ ба назар мерасад. биофилм.Таҳлили тасвирии чоҳҳо нишон дод, ки биофилми P. aeruginosa дар тӯли 14 рӯзи инкубатсия чуқурии максималии чоҳро 0,69 мкм тавлид кардааст. Ҳарчанд ин хурд аст, ин нишон медиҳад, ки 2707 HDSS аз MIC-и биофилмҳои P. aeruginosa комилан эмин нест.
Пӯлоди зангногир дуплекс (DSS) дар соҳаҳои мухталиф барои маҷмӯи идеалии хосиятҳои аълои механикӣ ва муқовимат ба зангзанӣ ба таври васеъ истифода мешаванд1,2. Бо вуҷуди ин, чуқурии локализатсияшуда ҳоло ҳам ба амал меояд ва он ба якпорчагии ин пӯлод таъсир мерасонад3,4.DSS ба зангзании микробҳо тобовар нест (MIC)5,6.Бо вуҷуди он, ки доираи васеи муқовимати зангзании DSS барои муҳити кофӣ мавҷуд нест. Истифодаи дарозмуддат.Ин маънои онро дорад, ки маводи гаронтар бо муқовимати зангзании баланд талаб карда мешавад.Ҷеон ва дигарон 7 муайян карданд, ки ҳатто пӯлоди зангногир аз дуплекси дуплекс (SDSS) дар робита ба муқовимат ба зангзанӣ баъзе маҳдудиятҳо доранд. Аз ин рӯ, дар баъзе барномаҳо пӯлоди зангногир супер дуплекс (HDSS) бо муқовимати зангзании баланд талаб карда мешаванд.
Муқовимат ба зангзании DSS аз таносуби фазаҳои алфа ва гамма ва минтақаҳои Cr, Mo ва W тамомшуда 8, 9, 10 дар шафати марҳилаи дуюм вобаста аст.HDSS дорои мундариҷаи баланди Cr, Mo ва N11 мебошад, аз ин рӯ он муқовимат ба зангзании аъло ва арзиши баланди (45-50) Муқовимати Pitting Equivalent Number (CPREN), (ваз.% Mo + 0,5 ваз.% Вт) + 16 ват% N12. Муқовимати аълои зангзании он ба таркиби мутавозуни дорои фазаҳои тақрибан 50% феррит (α) ва 50% аустенит (γ) такя мекунад, HDSS нисбат ба DSS13 анъанавӣ хосиятҳои механикии беҳтар ва муқовимати баландтар дорад. Хусусиятҳои зангзании хлорид. Муқовимати беҳтаршудаи зангзанӣ истифодаи HDSS-ро дар муҳити зангзанандаи хлориди бештар, ба монанди муҳити баҳрӣ васеъ мекунад.
MIC дар бисёр соҳаҳо, аз қабили нафту газ ва обтаъминкунӣ мушкилоти асосӣ мебошанд14. MIC 20% тамоми зарари зангзаниро ташкил медиҳад15. MIC зангзании биоэлектрохимикӣ мебошад, ки онро дар бисёр муҳитҳо мушоҳида кардан мумкин аст. Биофилмҳое, ки дар сатҳи металлӣ ба вуҷуд меоянд, шароити электрохимиявиро тағир медиҳанд ва ба ин васила ба раванди зангзании васеъ таъсир мерасонанд. биофилмҳо. Микроорганизмҳои электрогенӣ металлҳоро занг мезананд, то энергияи устувор ба даст оваранд17. Тадқиқотҳои охирини MIC нишон доданд, ки EET (интиқоли электронҳои берун аз ҳуҷайра) омили маҳдудкунандаи суръати MIC мебошад, ки аз ҷониби микроорганизмҳои электрогенӣ ба вуҷуд омадааст.Чжан ва дигарон. 18 нишон дод, ки миёнаравҳои электронӣ интиқоли электронҳоро байни ҳуҷайраҳои Desulfovibrio sessificans ва 304 аз пӯлоди зангногир суръат мебахшанд, ки ба ҳамлаи шадидтари MIC оварда мерасонад. Enning et al. 19 ва Вензлафф ва дигарон. 20 нишон дод, ки биофилмҳои бактерияҳои коҳишдиҳандаи сулфати зангзананда (SRB) метавонанд мустақиман электронҳоро аз субстратҳои металлӣ бирӯянд, ки ба зангзании шадиди чоҳ оварда мерасонад.
Маълум аст, ки DSS ба MIC дар муҳити дорои SRB, бактерияҳои коҳишдиҳандаи оҳан (IRB) ва ғайра ҳассос аст. 21 .Ин бактерияҳо дар сатҳи DSS дар зери биофилмҳо чоҳҳои маҳаллиро ба вуҷуд меоранд22,23. Баръакси DSS, MIC-и HDSS24 кам маълум аст.
Pseudomonas aeruginosa як грам-манфӣ бактерия асои-шакл аст, ки ба таври васеъ дар nature25.Pseudomonas aeruginosa тақсим аст, низ як гурӯҳи асосии микробҳо дар муҳити баҳрӣ, боиси MIC ба steel.Pseudomonas аст, зич дар равандҳои зангзании иштирок ва дар давоми як biofilion etformone эътироф colon. 28 ва Юан ва дигарон. 29 нишон дод, ки Pseudomonas aeruginosa тамоюли зиёд кардани суръати зангзании пӯлоди ҳалим ва хӯлаҳоро дар муҳити обӣ дорад.
Ҳадафи асосии ин кор омӯхтани хосиятҳои MIC-и 2707 HDSS, ки аз ҷониби бактерияи аэробии баҳрии Pseudomonas aeruginosa бо истифода аз усулҳои электрохимиявӣ, усулҳои таҳлили рӯизаминӣ ва таҳлили маҳсулоти зангзанӣ ба вуҷуд омадааст. (EIS) ва поляризатсияи потенсиалии динамикӣ барои омӯхтани рафтори MIC-и 2707 HDSS анҷом дода шуданд. Тахлили спектрометри энергетикии дисперсивӣ (EDS) барои дарёфти унсурҳои кимиёвӣ дар сатҳи зангзада анҷом дода шуд. Илова бар ин, таҳлили спектроскопияи рентгении фотоэлектронӣ (XPS) барои муайян кардани устувории плёнкаи оксиди дар зери таъсири муҳити пассиватсияи маризиҳо мавҷудбуда истифода шуд. чуқурии чоҳ дар зери микроскопи сканкунии лазерии конфокалӣ (CLSM) чен карда шуд.
Дар ҷадвали 1 рӯйхати кимиёвии 2707 HDSS оварда шудааст. Ҷадвали 2 нишон медиҳад, ки 2707 HDSS дорои хосиятҳои аълои механикӣ бо қувваи ҳосили 650 МПа мебошад. Дар расми 1 микроструктураи оптикии маҳлул бо гармии коркардшуда 2707 HDSS нишон дода шудааст. Бастаҳои дарозшудаи аустенит ва феррит метавонанд дар фазаҳои дуюмдараҷаи микроструксияҳо дида шаванд5% фазаҳои аустенит ва 50% феррит.
Тасвири 2а потенсиали микросхемаҳои кушода (Eocp) ва маълумоти вақти экспозицияро барои 2707 HDSS дар муҳити абиотикии 2216E ва шўрбои P. aeruginosa барои 14 рӯз дар ҳарорати 37 °C нишон медиҳад. Ин нишон медиҳад, ки тағироти калонтарин ва назаррас дар Eocp дар давоми 24 соати аввал ба амал меояд. Қиматҳои Eocp дар ҳарду ҳолат тақрибан 45 V CE (45v CE) буд. ва сипас якбора паст шуда, мутаносибан ба -477 мВ (бар зидди SCE) ва -236 мВ (бар зидди SCE) барои намунаи абиотикӣ ва P) расид. Талонҳои Pseudomonas aeruginosa, мутаносибан. Пас аз 24 соат, арзиши Eocp аз 2707 HDSS барои P. aeruginosa дар -228 мВ (дар муқоиса бо SCE) нисбатан мӯътадил буд, дар ҳоле ки арзиши мувофиқ барои намунаҳои ғайрибиологӣ тақрибан -442 мВ буд (дар муқоиса бо ҳузури P.E. пасттар).
Озмоиши электрохимиявии намунаҳои 2707 HDSS дар муҳити абиотикӣ ва шўрбои Pseudomonas aeruginosa дар 37 °C:
(а) Eocp ҳамчун функсияи вақти экспозиция, (б) каҷҳои поляризатсия дар рӯзи 14, (в) Rp ҳамчун функсияи вақти экспозиция ва (г) icorr ҳамчун функсияи вақти экспозиция.
Дар ҷадвали 3 арзишҳои параметрҳои зангзании электрохимиявии 2707 намунаи HDSS, ки ба муҳити абиотикӣ ва муҳити эмкунии Pseudomonas aeruginosa дар давоми 14 рӯз дучор шудаанд, оварда шудаанд. Тангенсҳои каҷҳои анодикӣ ва катодӣ барои расидан ба чорроҳаҳо экстраполятсия карда шуданд, ки потенсиали зангзании ҷараён (таҷдиди ҷараён) ва ҷараёнро ба вуҷуд меоранд. нишебиҳо (βα ва βc) мувофиқи усулҳои стандартӣ30,31.
Тавре ки дар расми 2b нишон дода шудааст, ба боло ҳаракат кардани каҷи P. aeruginosa дар муқоиса бо каҷи абиотикӣ боиси афзоиши Ecorr гардид. Қимати icorr, ки ба суръати зангзанӣ мутаносиб аст, дар намунаи Pseudomonas aeruginosa ба 0,328 мкА см-2, аз намунаи ғайритиҷоратӣ (0-0-Aeruginosa) чор маротиба зиёд шуд.
LPR як усули классикии электрохимиявии вайроннашаванда барои таҳлили босуръати зангзанӣ мебошад. Он инчунин барои омӯзиши MIC32 истифода шудааст. Дар расми 2c муқовимати поляризатсия (Rp) ҳамчун функсияи вақти таъсир нишон дода шудааст. Қимати баландтари Rp маънои зангзании камтарро дорад. Дар давоми 24 соати аввал, Rp аз 2707 HDSS ба қиммати максималии см1925 барои намуна расид. 1429 кОм см2 барои намунаҳои Pseudomonas aeruginosa. Дар расми 2c инчунин нишон медиҳад, ки арзиши Rp пас аз як рӯз зуд коҳиш ёфт ва сипас дар давоми 13 рӯзи оянда нисбатан бетағйир монд. Қимати Rp-и намунаи Pseudomonas aeruginosa тақрибан 40 кОм см2 аст, ки ин аз арзиши намунаи ғайримаъмулии kΩ50 см4 камтар аст.
Арзиши icorr ба суръати ягонаи зангзанӣ мутаносиб аст. Арзиши онро метавон аз муодилаи зерини Стерн-Гиар ҳисоб кард,
Аз паи Зоу ва дигарон. 33, арзиши хоси нишебии Tafel B дар ин кор 26 мВ/дек тахмин карда шудааст. Расми 2d нишон медиҳад, ки icorr намунаи ғайрибиологии 2707 нисбатан устувор боқӣ мондааст, дар ҳоле ки намунаи P. aeruginosa пас аз 24 соати аввал хеле тағйир ёфт. нисбат ба назорати ғайрибиологӣ. Ин тамоюл бо натиҷаҳои муқовимати поляризатсия мувофиқ аст.
EIS як усули дигари вайроннашавандаест, ки барои тавсифи реаксияҳои электрохимиявӣ дар интерфейсҳои зангзада истифода мешавад. Спектрҳои импеданс ва арзишҳои ҳисобшудаи иқтидори намунаҳое, ки ба муҳити абиотикӣ ва маҳлули Pseudomonas aeruginosa дучор мешаванд, муқовимати Rb филми ғайрифаъол/биофилм, ки дар сатҳи намуна ба вуҷуд омадаанд, муқовимати қабати заряди дукарата CED ва интиқоли барқи дукарата CED, Параметрҳои QCPE Constant Phase Element (CPE).
Дар расми 3 қитъаҳои маъмулии Nyquist (a ва b) ва қитъаҳои Bode (a' ва b') аз 2707 намунаи HDSS дар муҳити абиотикӣ ва шўрбои P. aeruginosa барои вақтҳои гуногуни инкубатсия нишон дода шудаанд. Диаметри ҳалқаи Nyquist дар ҳузури Pseudomonas aeruginosa коҳиш меёбад. Импеданс.Маълумот дар бораи доимии вақти релаксатсияро метавон бо максимуми фаза пешниҳод кард. Дар расми 4 сохторҳои физикии якқабатаи (а) ва дуқабатаи (б) асос ёфта, EEC-ҳои мувофиқи онҳо нишон дода шудааст. CPE ба модели EEC ворид карда шудааст. Импеданс ва муқовимати он ба таври зерин ифода карда мешавад:
Ду модели физикӣ ва схемаҳои муодили мувофиқ барои мувофиқ кардани спектри импеданси намунаи 2707 HDSS:
ки дар он Y0 бузургии CPE, j адади хаёлӣ ё (-1)1/2, ω басомади кунҷӣ ва n индекси қудрати CPE камтар аз ягонагӣ35 мебошад. Баръакси муқовимати интиқоли заряд (яъне 1/Rct) ба суръати зангзанӣ мувофиқат мекунад. Хурдтар Rct маънои суръати зангзании тезтар дар рӯзҳои R2,14 мебошад. Намунаҳои Pseudomonas aeruginosa ба 32 кОм см2 расид, ки нисбат ба 489 кОм см2 намунаҳои ғайрибиологӣ хеле хурдтар аст (Ҷадвали 4).
Тасвирҳои CLSM ва тасвирҳои SEM дар расми 5 ба таври возеҳ нишон медиҳанд, ки фарогирии биофилм дар рӯи намунаи 2707 HDSS пас аз 7 рӯз зич аст. Аммо, пас аз 14 рӯз, фарогирии биофилм кам буд ва баъзе ҳуҷайраҳои мурда пайдо шуданд. Ҷадвали 5 ғафсии биофилмро дар намунаҳои 2707 HDSS барои намунаҳои P17 нишон медиҳад. рӯзҳо. Ғафсии максималии биофилм аз 23,4 мкм пас аз 7 рӯз ба 18,9 мкм пас аз 14 рӯз тағйир ёфт. Ғафсии миёнаи биофилм низ ин тамоюлро тасдиқ кард. Он аз 22,2 ± 0,7 мкм пас аз 7 рӯз то 17,8 ± 1,0 мкм пас аз 14 рӯз коҳиш ёфт.
(а) тасвири 3-D CLSM пас аз 7 рӯз, (б) тасвири 3-D CLSM пас аз 14 рӯз, (в) тасвири SEM пас аз 7 рӯз ва (г) тасвири SEM пас аз 14 рӯз.
EDS элементҳои кимиёвиро дар биофилмҳо ва маҳсулоти зангзанӣ дар намунаҳое, ки дар давоми 14 рӯз бо таъсири P. aeruginosa дучор шудаанд, ошкор кардааст. Дар расми 6 нишон медиҳад, ки миқдори C, N, O, P дар биофилмҳо ва маҳсулоти зангзанӣ нисбат ба металлҳои урён хеле зиёд аст, зеро ин элементҳо бо бифилмҳо ва метаболитҳои онҳо алоқаманданд. биофилм ва маҳсулоти зангзании рӯи намунаҳо нишон медиҳанд, ки матритсаи металлӣ аз зангзанӣ элементҳоро гум кардааст.
Пас аз 14 рӯз дар муҳити 2216E чоҳшавӣ бо ва бе P. aeruginosa мушоҳида карда шуд. Пеш аз инкубатсия сатҳи намуна ҳамвор ва бенуксон буд (расми 7а). Пас аз инкубатсия ва хориҷ кардани биофилм ва маҳсулоти зангзанӣ, чуқуртарин чуқуриҳои рӯи намунаҳо, тавре ки дар тасвири cCLb нишон дода шудааст, тафтиш карда шуданд. дар сатҳи намунаҳои назорати ғайрибиологӣ пайдо шудааст (умқи ҳадди ниҳоии чоҳ 0,02 мкм). Ҳадди ниҳоии чуқурии чоҳ, ки аз ҷониби Pseudomonas aeruginosa ба вуҷуд омадааст, пас аз 7 рӯз 0,52 мкм ва пас аз 14 рӯз 0,69 мкм буд, бар асоси умқи ҳадди ниҳоии чоҳ аз 3 намунаи интихобшуда (104,2 мкм барои ҳар як намунаи интихобшуда) ± 0,12 мкм ва 0,52 ± 0,15 мкм (Ҷадвали 5). Ин арзишҳои чуқурии чоҳ хурд, вале муҳиманд.
(а) Пеш аз дучоршавӣ, (б) 14 рӯз дар муҳити абиотикӣ ва (в) 14 рӯз дар шўрбои Pseudomonas aeruginosa.
Дар расми 8 спектрҳои XPS-и сатҳҳои гуногуни намуна нишон дода шудаанд ва таркибҳои кимиёвии барои ҳар як сатҳ таҳлилшуда дар ҷадвали 6 ҷамъбаст шудаанд. Дар ҷадвали 6, фоизи атомии Fe ва Cr дар ҳузури P. aeruginosa (намунаҳои А ва В) нисбат ба намунаҳои назорати ғайрибиологӣ (намунаҳои C ва D). Барои намунаҳои C ва D). хатти каҷ ба чор ҷузъи қуллаи бо арзишҳои энергияи ҳатмӣ (BE) 574,4, 576,6, 578,3 ва 586,8 эВ насб карда шудааст, ки онҳоро мутаносибан ба Cr, Cr2O3, CrO3 ва Cr(OH)3 нисбат додан мумкин аст (расми 9а ва б). қуллаҳо барои Cr (573,80 эВ барои BE) ва Cr2O3 (575,90 эВ барои BE) дар расми 9c ва d мутаносибан. Тафовути ҷолибтарин байни намунаҳои абиотикӣ ва P. aeruginosa мавҷудияти Cr6+ ва фраксияи нисбии баландтари Cr(OH)3BEfil biofilm (8) буд.
Спектрҳои васеи XPS аз рӯи намунаи 2707 HDSS дар ду медиа мутаносибан 7 рӯз ва 14 рӯзро ташкил медиҳанд.
$a) 7 рўз аз таъсири P. aeruginosa, (б) 14 рўзи таъсири P. aeruginosa, (в) 7 рӯз дар муҳити абиотикӣ ва (г) 14 рӯз дар муҳити абиотикӣ.
HDSS дар аксари муҳитҳо сатҳи баланди муқовимат ба зангзаниро нишон медиҳад. Ким ва дигарон. 2 гузориш дод, ки UNS S32707 HDSS ҳамчун як DSS хеле хӯлашуда бо PREN зиёда аз 45 муайян карда шудааст. Арзиши PREN-и намунаи 2707 HDSS дар ин кор 49 буд. микроструктура барои устувории сохтор ва муқовимат ба зангзанӣ муфид аст. Аммо, сарфи назар аз муқовимати аълои химиявӣ, маълумотҳои таҷрибавӣ дар ин кор нишон медиҳанд, ки 2707 HDSS аз MIC-и биофилмҳои P. aeruginosa комилан эмин нест.
Натиҷаҳои электрохимиявӣ нишон доданд, ки суръати зангзании 2707 HDSS дар шўрбои P. aeruginosa пас аз 14 рӯз дар муқоиса бо муҳити ғайрибиологӣ ба таври назаррас афзоиш ёфтааст. Дар расми 2а, коҳиши Eocp ҳам дар муҳити абиотикӣ ва ҳам дар шўрбои P. aeruginosa дар давоми 24 соати аввал мушоҳида шудааст. нисбатан мӯътадил мегардад36. Аммо, сатҳи Eocp биологӣ нисбат ба Eocp ғайрибиологӣ хеле баланд буд.Дар он асос вуҷуд дорад, ки ин тафовут ба ташаккули биофилми P. aeruginosa вобаста аст.Дар расми 2d, дар ҳузури P. aeruginosa, арзиши icorr аз 2707 см-2SS баландтар буд, ки дараҷаи он ба андозаи 2706 см-2SS баландтар буд, ки дараҷаи он ба дараҷаи 2706 см-27 расид. ки назорати абиотикӣ (0,063 мкА см-2), ки бо арзиши Rct ченкардаи EIS мувофиқ буд. Дар давоми чанд рӯзи аввал қиматҳои муқовимат дар шўрбои P. aeruginosa аз сабаби пайвастшавии ҳуҷайраҳои P. aeruginosa ва ташаккули биофилмҳо зиёд шуданд. Аммо, вақте ки биофилм пурра пӯшонида мешавад, қабати аввалини ҳуҷуми муҳофизатшаванда коҳиш меёбад. ташаккули биофилмҳо ва метаболитҳои биофилм. Аз ин рӯ, муқовимати зангзанӣ бо мурури замон коҳиш ёфт ва замимаи P. aeruginosa боиси зангзании локализатсияшуда гардид. Тамоюлҳо дар муҳити абиотикӣ гуногун буданд. Муқовимат ба зангзании назорати ғайрибиологӣ аз арзиши мувофиқи намунаҳои ба P. aeruginosath, инчунин арзиши намунаҳои R. 2707 HDSS дар рӯзи 14 ба 489 кОм см2 расид, ки дар ҳузури P. aeruginosa 15 маротиба аз арзиши Rct (32 kΩ см2) буд. Аз ин рӯ, 2707 HDSS дар муҳити хушкида муқовимат ба зангзании аъло дорад, аммо ба ҳамлаи MIC аз ҷониби биофилмҳои P. aeruginosa тобовар нест.
Ин натиҷаҳоро аз қутбҳои поляризатсия дар расми 2b низ мушоҳида кардан мумкин аст. Шохабандии анодӣ ба ташаккули биофилми Pseudomonas aeruginosa ва реаксияҳои оксидшавии металлҳо мансуб карда шуд. Дар айни замон реаксияи катодӣ камшавии оксиген мебошад. Мавҷудияти P. aeruginosa миқдори зангзаниро нисбат ба миқдори тақрибан баландтар аз миқдори ҷараён афзоиш дод. нишон медиҳад, ки P. aeruginosa biofilm зангзании маҳаллии 2707 HDSS-ро зиёд мекунад. Юан ва дигарон29 муайян карданд, ки зичии ҷорӣ зангзании 70/30 Cu-Ni хӯлаи P. aeruginosa biofilm. MIC-и 2707 HDSS-ро дар ин кор шарҳ диҳед. Биофилмҳои аэробӣ низ метавонанд дар зери онҳо оксиген камтар дошта бошанд. Аз ин рӯ, нокомии дубора пассив кардани сатҳи металл бо оксиген метавонад омили мусоидаткунанда ба MIC дар ин кор бошад.
Дикинсон ва дигарон. 38 пешниҳод карданд, ки суръати реаксияҳои кимиёвӣ ва электрохимиявӣ ба фаъолияти метаболикии бактерияҳои сессӣ дар рӯи намуна ва табиати маҳсулоти зангзанӣ мустақиман таъсир расонида метавонад. Тавре ки дар расми 5 ва ҷадвали 5 нишон дода шудааст, ҳам шумораи ҳуҷайраҳо ва ҳам ғафсии биофилм пас аз 14 рӯз коҳиш ёфт. аз сабаби кам шудани маводи ғизоӣ дар муҳити 2216E ё баровардани ионҳои металлии заҳролуд аз матритсаи 2707 HDSS. Ин маҳдудияти таҷрибаҳои партия аст.
Дар ин кор, биофилми P. aeruginosa ба камшавии маҳаллии Cr ва Fe дар зери биофилм дар сатҳи 2707 HDSS мусоидат кард (Расми 6). Дар ҷадвали 6, камшавии Fe ва Cr дар намунаи D нисбат ба намунаи C, нишон медиҳад, ки Fe ва Cr обшудаи аз ҷониби P. aeruginosa дар давоми рӯзҳои аввал бифилм ба вуҷуд омадаанд. Он барои тақлид кардани муҳити баҳрӣ истифода мешавад. Он дорои 17700 ppm Cl- мебошад, ки бо обҳои табиии баҳр муқоиса карда мешавад. Мавҷудияти 17700 ppm Cl- сабаби асосии коҳиши Cr дар намунаҳои абиотикии 7 ва 14-рӯзаи аз ҷониби XPS таҳлилшуда буд. камтар аз сабаби муқовимати қавии Cl− 2707 HDSS дар муҳити абиотикӣ. Дар расми 9 мавҷудияти Cr6+ дар филми пассиватсия нишон дода шудааст. Он метавонад дар хориҷ кардани Cr аз сатҳи пӯлод тавассути P. aeruginosa biofilms, тавре ки Чен ва Клейтон пешниҳод кардааст, иштирок кунад.
Аз сабаби афзоиши бактерияҳо, арзишҳои рН-и муҳити пеш аз парвариш ва баъд аз кишт мутаносибан 7,4 ва 8,2 буд. Аз ин рӯ, дар поёни биофилми P. aeruginosa, зангзании кислотаи органикӣ дар ин кор аз сабаби нисбатан баланд будани pH дар муҳити оммавӣ гумон аст, ки омили мусоидаткунанда бошад. 7.5 ниҳоӣ) дар давоми давраи санҷиши 14-рӯза. Баландшавии рН дар муҳити эмкунӣ пас аз инкубатсия ба фаъолияти метаболикии P. aeruginosa вобаста буд ва маълум шуд, ки дар сурати набудани тасмаҳои санҷишӣ ба рН якхела таъсир мерасонад.
Тавре ки дар расми 7 нишон дода шудааст, умқи ҳадди ниҳоии чоҳе, ки аз биофилми P. aeruginosa ба вуҷуд омадааст, 0,69 мкм буд, ки он нисбат ба муҳити абиотикӣ (0,02 мкм) хеле калонтар буд. Ин ба маълумоти электрохимиявии дар боло тавсифшуда мувофиқат мекунад. Чуқурии чоҳ 0,69 мкм беш аз даҳ маротиба камтар аз арзиши гузоришшудаи DSS202. шароитҳо.Ин маълумотҳо нишон медиҳанд, ки 2707 HDSS дар муқоиса бо 2205 DSS муқовимати беҳтари MIC нишон медиҳад. Ин набояд тааҷҷубовар бошад, зеро 2707 HDSS дорои миқдори зиёди хром буда, пассиватсияи дарозмуддатро таъмин мекунад, бинобар ин сохтори фазавии мутавозин бидуни боришоти дуюмдараҷаи зараровар, оғоз кардани P. aerugivinosa ва despassivinosa.
Хулоса, дар сатҳи 2707 HDSS дар шўрбои P. aeruginosa дар муқоиса бо чоҳҳои ночиз дар ВАО абиотикӣ пайдо шуд. Ин кор нишон медиҳад, ки 2707 HDSS муқовимати MIC нисбат ба 2205 DSS беҳтар аст, аммо он комилан ба MIC аз сабаби P. aeruginosa аз пӯлодҳои мувофиқ эмин нест ва дар интихоби пӯлодҳои муносиби пӯлод пайдо шудааст. ҳаёт барои муҳити баҳр.
Купон барои 2707 HDSS аз ҷониби Мактаби металлургии Донишгоҳи Шимолу Шарқӣ (NEU) дар Шэнян, Чин пешниҳод шудааст. Таркиби элементии 2707 HDSS дар ҷадвали 1 нишон дода шудааст, ки аз ҷониби Департаменти Таҳлил ва Озмоиши маводҳои NEU таҳлил карда шудааст. Ҳама намунаҳо маҳлулро дар ҳарорати 1180 °C то 1 соат коркард карданд. 2707 HDSS бо масоҳати болоии рӯи 1 см2 то 2000 грит бо коғази карбиди кремний сайқал дода шуд ва минбаъд бо суспензияи хокаи 0,05 мкм Al2O3 сайқал дода шуд. Тарафҳо ва поён бо рангҳои ғайрифаъол муҳофизат карда мешаванд. Пас аз хушк шудан, намунаҳо бо оби стерилизатсияшуда / стерилизатсияшуда / etv5 стерилизатсияшуда шӯянд. h. Сипас онҳо дар зери нурҳои ултрабунафш (UV) барои 0,5 соат пеш аз истифода хушк карда шуданд.
Штамми Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 аз Маркази ҷамъоварии фарҳанги баҳрии Сиамен (MCCC), Чин харида шудааст. Pseudomonas aeruginosa ба таври аэробӣ дар ҳарорати 37°С дар колбаҳои 250 мл ва 500 мл электрохимиявии шишагӣ (ҳуҷайраҳои шишагини моеъи Hotechology16E) парвариш карда шуд. Co., Ltd., Qingdao, China).Миёна (г/л): 19,45 NaCl, 5,98 MgCl2, 3,24 Na2SO4, 1,8 CaCl2, 0,55 KCl, 0,16 Na2CO3, 0,08 KBr, 0,02, Sr2020r. H3BO3, 0,004 NaSiO3, 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5,0 пептон, 1,0 экстракти хамиртуруш ва 0,1 цитрати оҳан. Автоклав дар ҳарорати 121°С барои 20 дақиқа пеш аз пошидани ҳуҷайраҳои гемометрӣ ва ҳисобкунаки нурӣ. микроскоп дар 400X magnification.The ибтидоии ҳуҷайраи консентратсияи Pseudomonas aeruginosa planktonic фавран пас аз эмкунӣ тақрибан 106 ҳуҷайра / мл буд.
Санҷишҳои электрохимиявӣ дар як ҳуҷайраи шишагии классикии се электрод бо ҳаҷми миёнаи 500 мл гузаронида шуданд. Лавҳаи платина ва электроди тофта каломели (SCE) ба реактор тавассути капиллярҳои пур аз пулҳои намак ба реактор пайваст карда шуданд, ки мутаносибан ба сифати электродҳои муқобил ва истинод хизмат мекарданд. эпоксид, ки тақрибан 1 см2 майдони рӯи яктарафаи фошшударо барои электроди корӣ боқӣ мегузорад. Ҳангоми ченкунии электрохимиявӣ, намунаҳо дар муҳити 2216E ҷойгир карда шуданд ва дар ҳарорати доимии инкубатсия (37 °C) дар ванна об нигоҳ дошта шуданд.OCP, LPR, EIS ва маълумотҳои поларизатсияи динамикӣ бо истифода аз Autostat Reference, Gambrium 0 чен карда шуданд. Inc., ИМА).Санҷишҳои LPR бо суръати сканкунии 0,125 мВ с-1 дар доираи -5 ва 5 мВ бо Eocp сабт карда шуданд ва басомади намунагирии 1 Гц. EIS бо мавҷи синус дар диапазони басомади 0,01 то 10,000 Гц бо истифода аз ҳолати 5 мВ потенсиали электрикӣ дар шиддати E дар устувор буд. режими кушода то ба даст омадани арзиши потенсиали зангзании озод. Баъд хатҳои қутбшавӣ аз -0,2 то 1,5 В нисбат ба Eocp бо суръати скании 0,166 мВ/с гузаронида шуданд. Ҳар як санҷиш 3 маротиба бо ва бе P. aeruginosa такрор карда шуд.
Намунаҳо барои таҳлили металлографӣ бо коғази 2000 грити тар SiC ба таври механикӣ сайқал дода шуданд ва сипас бо таваққуфгоҳи хокаи 0,05 мкм Al2O3 барои мушоҳидаи оптикӣ сайқал дода шуданд. Таҳлили металлографӣ бо истифода аз микроскопи оптикӣ анҷом дода шуд. Намунаҳо бо маҳлули 10 вас.% гидроксиди калий 43 кашида шуданд.
Пас аз инкубатсия, намунаҳо 3 маротиба бо маҳлули шӯри фосфати буферӣ (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) шуста шуданд ва сипас бо глутаральдегиди 2,5% (ҳ/в) барои 10 соат мустаҳкам карда шуданд, то бифилмҳо мустаҳкам карда шаванд. Баъд аз он бо градиенти 70,80% хушк карда шуд. 90%, 95% ва 100% v/v) этанол пеш аз хушккунии ҳаво. Ниҳоят, рӯи намуна бо плёнкаи тиллоӣ пошида мешавад, то ки гузаронанда барои мушоҳидаи SEM таъмин карда шавад. Тасвирҳои SEM ба нуқтаҳои дорои ҳуҷайраҳои сусттарини P. aeruginosa дар сатҳи ҳар як намуна равона карда шуданд. (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Олмон) барои чен кардани чуқурии чоҳ истифода шуд. Барои мушоҳида кардани чоҳҳои зангзании зери биофилм, порчаи озмоишӣ аввал мувофиқи Стандарти миллии Чин (CNS) GB/T4334.4-2000 тоза карда шуд, то маҳсулоти зангзанӣ ва биофилм дар сатҳи порчаи озмоишӣ тоза карда шавад.
Спектроскопияи рентгении фотоэлектрони (XPS, ESCALAB250 системаи таҳлили рӯизаминӣ, Thermo VG, ИМА) бо истифода аз як манбаи рентгении монохроматӣ (хати алюминийи Kα дар энергияи 1500 эВ ва қувваи 150 Вт) дар доираи васеи энергияи пайвастшавӣ 0 дар шароити стандартӣ -1350 эВ. Бо истифода аз энергияи баланд50 сабт карда шуд Андозаи қадами 0,2 eV.
Намунаҳои инкубатор хориҷ карда шуданд ва нарм бо PBS (pH 7,4 ± 0,2) барои 15 s45 шуста шуданд. Барои мушоҳида кардани қобилияти бактериявии биофилмҳо дар намунаҳо, биофилмҳо бо истифода аз маҷмӯаи LIVE/DEAD BacLight Viability BacLight (Invitrogen, USA, Euges, flu) ранг карда шуданд. ранги сабзи флуоресценти SYTO-9 ва ранги йодиди пропидиуми флюоресцентии сурх (PI). Дар доираи CLSM, нуқтаҳо бо сабз ва сурх ҳуҷайраҳои зинда ва мурдаро ифода мекунанд. Барои ранг кардан, омехтаи 1 мл дорои 3 мкл SYTO-9 ва 3 мкл PI дар ҳарорати хонагӣ дар дақиқаи oC2 инкубатор карда шуд. торик.Баъдтар, намунаҳои оғушта дар ду дарозии мавҷ (488 нм барои ҳуҷайраҳои зинда ва 559 нм барои ҳуҷайраҳои мурда) бо истифода аз мошини Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Ҷопон) мушоҳида карда шуданд. Ғафсии биофилм дар реҷаи сканеркунии 3-D чен карда шуд.
Чӣ тавр ба ин мақола иқтибос овардан мумкин аст: Li, H. et al. Коррозияи микробӣ аз пӯлоди зангногир 2707 аз ҷониби Pseudomonas aeruginosa marine biofilm.science.Rep. 6, 20190; дои: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Крекинги зангзании фишори LDX 2101 аз пӯлоди зангногир дуплекс дар маҳлули хлорид дар ҳузури thiosulfate.coros.science.80, 205-212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Таъсири коркарди гармии маҳлул ва нитроген дар гази муҳофизаткунанда ба муқовимат ба зангзании чуқурии аз пӯлоди зангногир дуплекси welds.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Ши, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Тадқиқоти кимиёвии муқоисавии зангзании микробҳо ва электрохимиявӣ дар 316L Stainless Steel.coros.science.45, 2577-2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Рафтори электрохимиявии 2205 аз пӯлоди зангногир дуплекс дар маҳлулҳои сілтӣ аз pH гуногун дар ҳузури chloride.Electrochim.Journal.64, 211-220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Таъсири биофилмҳои баҳрӣ ба зангзанӣ: баррасии мухтасар. Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).