ขอขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.com เวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการรองรับ CSS อย่างจำกัด เพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดตแล้ว (หรือปิดโหมดการทำงานร่วมกันใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่ามีการรองรับอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงไซต์โดยไม่มีสไตล์และ JavaScript
การกัดกร่อนจากจุลินทรีย์ (MIC) เป็นปัญหาที่ร้ายแรงในหลายอุตสาหกรรมเนื่องจากอาจทำให้เกิดการสูญเสียทางเศรษฐกิจมหาศาล เหล็กกล้าไร้สนิม 2707 ซูเปอร์ดูเพล็กซ์ (2707 HDSS) ถูกนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมทางทะเลเนื่องจากมีความทนทานต่อสารเคมีที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตาม ความต้านทานต่อ MIC ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ในเชิงทดลอง ในการศึกษานี้ ได้มีการตรวจสอบพฤติกรรม MIC ของ 2707 HDSS ที่เกิดจากแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนในทะเล Pseudomonas aeruginosa การวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีแสดงให้เห็นว่าในการมีอยู่ของไบโอฟิล์ม Pseudomonas aeruginosa ในตัวกลาง 2216E จะมีการเปลี่ยนแปลงในเชิงบวกในศักย์การกัดกร่อนและความหนาแน่นของกระแสการกัดกร่อนเพิ่มขึ้น การวิเคราะห์สเปกโตรสโคปีโฟโตอิเล็กตรอนเอกซ์เรย์ (XPS) แสดงให้เห็นว่าปริมาณ Cr ลดลงบนพื้นผิวของตัวอย่างใต้ไบโอฟิล์ม การวิเคราะห์ภาพของหลุมแสดงให้เห็นว่าไบโอฟิล์ม P. aeruginosa สร้างความลึกของหลุมสูงสุดที่ 0.69 μm ในระยะเวลา 14 วัน การฟักตัว ถึงแม้จะเป็นตัวเลขเล็กน้อย แต่ก็บ่งชี้ว่า 2707 HDSS ไม่ได้มีภูมิคุ้มกันต่อ MIC ของไบโอฟิล์ม P. aeruginosa อย่างสมบูรณ์
สแตนเลสดูเพล็กซ์ (DSS) ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีส่วนผสมที่เหมาะสมระหว่างคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมและความต้านทานการกัดกร่อน1,2 อย่างไรก็ตาม การเกิดหลุมเฉพาะที่ยังคงเกิดขึ้นและส่งผลกระทบต่อความสมบูรณ์ของเหล็กชนิดนี้3,4DSS ไม่ทนต่อการกัดกร่อนจากจุลินทรีย์ (MIC)5,6แม้จะมีการประยุกต์ใช้ DSS ในขอบเขตที่กว้างขวาง แต่ก็ยังมีสภาพแวดล้อมที่ความต้านทานการกัดกร่อนของ DSS ไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานในระยะยาว ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีราคาแพงกว่าและมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่าJeon et al7 พบว่าแม้แต่สแตนเลสซูเปอร์ดูเพล็กซ์ (SDSS) ก็ยังมีข้อจำกัดบางประการในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อนดังนั้นจึงต้องใช้สแตนเลสซูเปอร์ดูเพล็กซ์ (HDSS) ที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่าในการใช้งานบางประเภทซึ่งนำไปสู่การพัฒนา HDSS ที่มีโลหะผสมสูง
ความต้านทานการกัดกร่อนของ DSS ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของเฟสอัลฟาและแกมมาและบริเวณที่หมด Cr, Mo และ W 8, 9, 10 ที่อยู่ติดกับเฟสที่สอง HDSS มีปริมาณ Cr, Mo และ N11 สูง จึงมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมและมีค่า PREN (45-50) สูง ซึ่งกำหนดโดย wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12 ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมนั้นอาศัยองค์ประกอบที่สมดุลซึ่งประกอบด้วยเฟสเฟอร์ไรต์ (α) ประมาณ 50% และออสเทไนต์ (γ) 50% HDSS มีคุณสมบัติทางกลที่ดีกว่าและมีความต้านทานสูงกว่า DSS13 ทั่วไป คุณสมบัติการกัดกร่อนของคลอไรด์ ความต้านทานการกัดกร่อนที่ปรับปรุงดีขึ้นทำให้การใช้ HDSS ขยายขอบเขตการใช้งานในสภาพแวดล้อมคลอไรด์ที่กัดกร่อนมากขึ้น เช่น สภาพแวดล้อมทางทะเล
MIC เป็นปัญหาสำคัญในหลายอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ และสาธารณูปโภคด้านน้ำ14 MIC คิดเป็น 20% ของความเสียหายจากการกัดกร่อนทั้งหมด15 MIC คือการกัดกร่อนทางชีวไฟฟ้าเคมีที่สามารถสังเกตได้ในสภาพแวดล้อมหลายประเภท ไบโอฟิล์มที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวโลหะจะเปลี่ยนแปลงสภาวะทางไฟฟ้าเคมี ซึ่งส่งผลต่อกระบวนการกัดกร่อน เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าการกัดกร่อน MIC เกิดจากไบโอฟิล์ม จุลินทรีย์ที่สร้างไฟฟ้ากัดกร่อนโลหะเพื่อให้ได้พลังงานเพื่อความอยู่รอด17 การศึกษา MIC ล่าสุดแสดงให้เห็นว่า EET (การถ่ายโอนอิเล็กตรอนนอกเซลล์) เป็นปัจจัยที่จำกัดอัตราใน MIC ที่เกิดจากจุลินทรีย์ที่สร้างไฟฟ้า Zhang และคณะ18 ได้แสดงให้เห็นว่าตัวกลางอิเล็กตรอนเร่งการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างเซลล์ Desulfovibrio sessificans และสแตนเลส 304 ซึ่งนำไปสู่การโจมตีของ MIC ที่รุนแรงมากขึ้น Enning และคณะ19 และ Venzlaff และคณะ 20 แสดงให้เห็นว่าไบโอฟิล์มแบคทีเรียที่ลดซัลเฟตที่กัดกร่อน (SRB) สามารถดูดซับอิเล็กตรอนจากสารตั้งต้นโลหะโดยตรง ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนแบบหลุมรุนแรง
เป็นที่ทราบกันดีว่า DSS ไวต่อ MIC ในสภาพแวดล้อมที่มี SRB แบคทีเรียที่ลดธาตุเหล็ก (IRB) ฯลฯ 21 แบคทีเรียเหล่านี้ทำให้เกิดหลุมในบริเวณพื้นผิว DSS ภายใต้ไบโอฟิล์ม 22,23 ซึ่งแตกต่างจาก DSS ตรงที่ MIC ของ HDSS24 ไม่ค่อยเป็นที่รู้จัก
Pseudomonas aeruginosa เป็นแบคทีเรียแกรมลบที่มีรูปร่างเป็นแท่งเคลื่อนที่ซึ่งมีการกระจายอย่างกว้างขวางในธรรมชาติ25 Pseudomonas aeruginosa ยังเป็นกลุ่มจุลินทรีย์ที่สำคัญในสภาพแวดล้อมทางทะเล ซึ่งทำให้เกิด MIC ในเหล็ก Pseudomonas มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดในกระบวนการกัดกร่อน และได้รับการยอมรับว่าเป็นผู้ตั้งรกรากเบื้องต้นระหว่างการก่อตัวของไบโอฟิล์ม Mahat et al. 28 และ Yuan et al. 29 แสดงให้เห็นว่า Pseudomonas aeruginosa มีแนวโน้มที่จะเพิ่มอัตราการกัดกร่อนของเหล็กอ่อนและโลหะผสมในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำ
วัตถุประสงค์หลักของงานวิจัยนี้คือการศึกษาคุณสมบัติ MIC ของ 2707 HDSS ที่เกิดจากแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนในทะเล Pseudomonas aeruginosa โดยใช้วิธีการทางไฟฟ้าเคมี เทคนิคการวิเคราะห์พื้นผิว และการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อน การศึกษาทางไฟฟ้าเคมีรวมถึง Open Circuit Potential (OCP), Linear Polarization Resistance (LPR), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) และ Potential Dynamic Polarization ได้ดำเนินการเพื่อศึกษาพฤติกรรม MIC ของ 2707 HDSS การวิเคราะห์ Energy dispersive spectrometer (EDS) ดำเนินการเพื่อค้นหาองค์ประกอบทางเคมีบนพื้นผิวที่กัดกร่อน นอกจากนี้ ยังใช้การวิเคราะห์ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) เพื่อตรวจสอบเสถียรภาพของการทำให้เกิดเฉื่อยของฟิล์มออกไซด์ภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมทางทะเลที่มี Pseudomonas aeruginosa ความลึกของหลุมถูกวัดโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบเลเซอร์สแกนคอนโฟคัล (CLSM)
ตารางที่ 1 แสดงรายการองค์ประกอบทางเคมีของ 2707 HDSS ตารางที่ 2 แสดงให้เห็นว่า 2707 HDSS มีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม โดยมีความแข็งแรงผลผลิตที่ 650 MPa รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างจุลภาคทางแสงของ 2707 HDSS ที่ผ่านการอบด้วยความร้อนด้วยสารละลาย สามารถมองเห็นแถบยาวของเฟสออสเทไนต์และเฟอร์ไรต์โดยไม่มีเฟสรองได้ในโครงสร้างจุลภาคที่มีเฟสออสเทไนต์ประมาณ 50% และเฟสเฟอร์ไรต์ 50%
รูปที่ 2a แสดงศักย์วงจรเปิด (Eocp) เทียบกับข้อมูลเวลาการสัมผัสสำหรับ 2707 HDSS ในอาหารเลี้ยงเชื้อ 2216E ที่ไม่มีชีวิตและน้ำซุป P. aeruginosa เป็นเวลา 14 วันที่ 37 °C แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลง Eocp ที่ใหญ่ที่สุดและมีนัยสำคัญเกิดขึ้นภายใน 24 ชั่วโมงแรก ค่า Eocp ในทั้งสองกรณีมีค่าสูงสุดที่ -145 mV (เทียบกับ SCE) ประมาณ 16 ชั่วโมงจากนั้นจึงลดลงอย่างรวดเร็ว โดยไปถึง -477 mV (เทียบกับ SCE) และ -236 mV (เทียบกับ SCE) สำหรับตัวอย่างที่ไม่มีชีวิตและ P ตามลำดับ คูปอง Pseudomonas aeruginosa ตามลำดับ หลังจากผ่านไป 24 ชั่วโมง ค่า Eocp ของ 2707 HDSS สำหรับ P. aeruginosa ค่อนข้างเสถียรที่ -228 mV (เทียบกับ SCE) ในขณะที่ค่าที่สอดคล้องกันสำหรับตัวอย่างที่ไม่ใช่ทางชีวภาพอยู่ที่ประมาณ -442 mV (เทียบกับ SCE) ค่า Eocp ที่มี P. aeruginosa ค่อนข้างต่ำ
การทดสอบทางเคมีไฟฟ้าของตัวอย่าง HDSS จำนวน 2707 ตัวอย่างในอาหารที่ไม่มีชีวิตและน้ำซุป Pseudomonas aeruginosa ที่อุณหภูมิ 37 °C:
(a) Eocp เป็นฟังก์ชันของเวลาในการรับแสง (b) เส้นโค้งโพลาไรเซชันในวันที่ 14 (c) Rp เป็นฟังก์ชันของเวลาในการรับแสง และ (d) icorr เป็นฟังก์ชันของเวลาในการรับแสง
ตารางที่ 3 แสดงรายการค่าพารามิเตอร์การกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของตัวอย่าง HDSS จำนวน 2,707 ตัวอย่างที่สัมผัสกับอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีชีวิตและอาหารเลี้ยงเชื้อที่เพาะเชื้อ Pseudomonas aeruginosa เป็นเวลา 14 วัน แทนเจนต์ของเส้นโค้งแอโนดิกและแคโทดิกได้รับการประมาณค่าเพื่อให้ได้จุดตัดซึ่งให้ค่าความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อน (icorr) ศักย์การกัดกร่อน (Ecorr) และความลาดชันของ Tafel (βα และ βc) ตามวิธีมาตรฐาน30,31
ดังแสดงในรูปที่ 2b การเลื่อนขึ้นของเส้นโค้ง P. aeruginosa ส่งผลให้ค่า Ecorr เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเส้นโค้งที่ไม่มีชีวิต ค่า icorr ซึ่งเป็นสัดส่วนกับอัตราการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นเป็น 0.328 μA cm-2 ในตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa ซึ่งมากกว่าค่าตัวอย่างที่ไม่มีชีวิต (0.087 μA cm-2) ถึง 4 เท่า
LPR เป็นวิธีการทางเคมีไฟฟ้าแบบไม่ทำลายแบบคลาสสิกสำหรับการวิเคราะห์การกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษา MIC32 รูปที่ 2c แสดงค่าความต้านทานการโพลาไรเซชัน (Rp) เป็นฟังก์ชันของระยะเวลาการสัมผัส ค่า Rp ที่สูงขึ้นหมายถึงการกัดกร่อนที่น้อยลง ภายใน 24 ชั่วโมงแรก ค่า Rp ของ 2707 HDSS จะไปถึงค่าสูงสุด 1955 kΩ cm2 สำหรับตัวอย่างที่ไม่มีชีวิต และ 1429 kΩ cm2 สำหรับตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa รูปที่ 2c ยังแสดงให้เห็นอีกด้วยว่าค่า Rp ลดลงอย่างรวดเร็วหลังจากหนึ่งวัน และยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมากนักในอีก 13 วันถัดมา ค่า Rp ของตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa อยู่ที่ประมาณ 40 kΩ cm2 ซึ่งต่ำกว่าค่า 450 kΩ cm2 ของตัวอย่างที่ไม่มีชีวิตมาก
ค่า icorr จะเป็นสัดส่วนกับอัตราการกัดกร่อนที่สม่ำเสมอ ค่านี้สามารถคำนวณได้จากสมการ Stern-Geary ต่อไปนี้
ตามที่ Zou et al. 33 ค่าทั่วไปของความลาดชัน Tafel B ในงานนี้คือ 26 mV/dec รูปที่ 2d แสดงให้เห็นว่า icorr ของตัวอย่าง 2707 ที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตยังคงค่อนข้างเสถียร ในขณะที่ตัวอย่าง P. aeruginosa ผันผวนอย่างมากหลังจาก 24 ชั่วโมงแรก ค่า icorr ของตัวอย่าง P. aeruginosa สูงกว่าตัวอย่างควบคุมที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตหลายระดับ แนวโน้มนี้สอดคล้องกับผลลัพธ์ของความต้านทานการเกิดโพลาไรเซชัน
EIS เป็นเทคนิคที่ไม่ทำลายอีกวิธีหนึ่งที่ใช้ในการกำหนดลักษณะของปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าที่อินเทอร์เฟซที่มีการกัดกร่อน สเปกตรัมอิมพีแดนซ์และค่าความจุที่คำนวณของตัวอย่างที่สัมผัสกับสื่อที่ไม่มีชีวิตและสารละลาย Pseudomonas aeruginosa ความต้านทาน Rb ของฟิล์มแบบพาสซีฟ/ไบโอฟิล์มที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของตัวอย่าง ความต้านทานการถ่ายโอนประจุ Rct ความจุไฟฟ้าสองชั้น Cdl (EDL) และพารามิเตอร์องค์ประกอบเฟสคงที่ QCPE (CPE) พารามิเตอร์เหล่านี้ได้รับการวิเคราะห์เพิ่มเติมโดยการปรับข้อมูลโดยใช้แบบจำลองวงจรเทียบเท่า (EEC)
รูปที่ 3 แสดงกราฟ Nyquist ทั่วไป (a และ b) และกราฟ Bode (a' และ b') ของตัวอย่าง HDSS จำนวน 2,707 ตัวอย่างในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีชีวิตและน้ำซุป P. aeruginosa สำหรับระยะเวลาการบ่มเพาะที่แตกต่างกัน เส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวน Nyquist จะลดลงเมื่อมี Pseudomonas aeruginosa กราฟ Bode (รูปที่ 3b') แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของขนาดของอิมพีแดนซ์รวม ข้อมูลเกี่ยวกับค่าคงที่ของเวลาการผ่อนคลายสามารถระบุได้จากค่าสูงสุดของเฟส รูปที่ 4 แสดงโครงสร้างทางกายภาพที่เป็นแบบโมโนเลเยอร์ (a) และไบเลเยอร์ (b) และ EEC ที่สอดคล้องกัน CPE ถูกนำเข้าสู่แบบจำลอง EEC ค่าแอดมิเตนซ์และอิมพีแดนซ์แสดงดังต่อไปนี้:
แบบจำลองทางกายภาพสองแบบและวงจรเทียบเท่าที่สอดคล้องกันสำหรับการปรับสเปกตรัมอิมพีแดนซ์ของตัวอย่าง HDSS 2707:
โดยที่ Y0 คือขนาดของ CPE, j คือจำนวนจินตภาพหรือ (-1)1/2, ω คือความถี่เชิงมุม และ n คือดัชนีกำลัง CPE ที่น้อยกว่า 135 ค่าผกผันของความต้านทานการถ่ายโอนประจุ (เช่น 1/Rct) สอดคล้องกับอัตราการกัดกร่อน Rct ที่น้อยลงหมายถึงอัตราการกัดกร่อนที่เร็วขึ้น34 หลังจากการบ่มเพาะเป็นเวลา 14 วัน Rct ของตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa จะถึง 32 kΩ cm2 ซึ่งเล็กกว่า 489 kΩ cm2 ของตัวอย่างที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตมาก (ตารางที่ 4)
ภาพ CLSM และภาพ SEM ในรูปที่ 5 แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการปกคลุมของไบโอฟิล์มบนพื้นผิวของตัวอย่าง 2707 HDSS หลังจากผ่านไป 7 วันนั้นมีความหนาแน่น อย่างไรก็ตาม หลังจากผ่านไป 14 วัน การปกคลุมของไบโอฟิล์มกลับเบาบางลงและมีเซลล์ที่ตายแล้วปรากฏขึ้น ตารางที่ 5 แสดงความหนาของไบโอฟิล์มในตัวอย่าง 2707 HDSS หลังจากสัมผัสกับ P. aeruginosa เป็นเวลา 7 และ 14 วัน ความหนาของไบโอฟิล์มสูงสุดเปลี่ยนจาก 23.4 μm หลังจากผ่านไป 7 วันเป็น 18.9 μm หลังจากผ่านไป 14 วัน ความหนาของไบโอฟิล์มโดยเฉลี่ยยังยืนยันแนวโน้มนี้อีกด้วย โดยลดลงจาก 22.2 ± 0.7 μm หลังจากผ่านไป 7 วันเป็น 17.8 ± 1.0 μm หลังจากผ่านไป 14 วัน
(ก) ภาพ 3 มิติ CLSM หลังจาก 7 วัน (ข) ภาพ 3 มิติ CLSM หลังจาก 14 วัน (ค) ภาพ SEM หลังจาก 7 วัน และ (ง) ภาพ SEM หลังจาก 14 วัน
EDS เปิดเผยธาตุเคมีในไบโอฟิล์มและผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนบนตัวอย่างที่สัมผัสกับ P. aeruginosa เป็นเวลา 14 วัน รูปที่ 6 แสดงให้เห็นว่าปริมาณ C, N, O และ P ในไบโอฟิล์มและผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนสูงกว่าในโลหะเปล่ามาก เนื่องจากธาตุเหล่านี้เกี่ยวข้องกับไบโอฟิล์มและเมตาบอไลต์ของไบโอฟิล์ม จุลินทรีย์ต้องการโครเมียมและเหล็กในปริมาณเล็กน้อยเท่านั้น โครเมียมและเหล็กในระดับสูงในไบโอฟิล์มและผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนบนพื้นผิวของตัวอย่างบ่งชี้ว่าเมทริกซ์โลหะได้สูญเสียธาตุต่างๆ เนื่องจากการกัดกร่อน
หลังจากผ่านไป 14 วัน พบว่ามีหลุมที่มีและไม่มี P. aeruginosa ในอาหารเลี้ยงเชื้อ 2216E ก่อนการบ่มเพาะ พื้นผิวของตัวอย่างจะเรียบและไม่มีตำหนิ (รูปที่ 7a) หลังจากบ่มเพาะและกำจัดไบโอฟิล์มและผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนแล้ว จะตรวจสอบหลุมที่ลึกที่สุดบนพื้นผิวของตัวอย่างภายใต้ CLSM ดังที่แสดงในรูปที่ 7b และ c ไม่พบหลุมที่ชัดเจนบนพื้นผิวของตัวอย่างควบคุมที่ไม่ใช่ทางชีวภาพ (ความลึกของหลุมสูงสุด 0.02 μm) ความลึกของหลุมสูงสุดที่เกิดจาก Pseudomonas aeruginosa คือ 0.52 μm หลังจากผ่านไป 7 วัน และ 0.69 μm หลังจากผ่านไป 14 วัน โดยอิงจากความลึกของหลุมสูงสุดโดยเฉลี่ยของตัวอย่าง 3 ตัวอย่าง (เลือกค่าความลึกของหลุมสูงสุด 10 ค่าสำหรับแต่ละตัวอย่าง) ซึ่งได้ 0.42 ± 0.12 μm และ 0.52 ± 0.15 μm ตามลำดับ (ตาราง 5) ค่าความลึกของหลุมเหล่านี้มีขนาดเล็กแต่สำคัญ
(ก) ก่อนการสัมผัส (ข) 14 วันในอาหารที่ไม่มีชีวิต และ (ค) 14 วันในน้ำซุป Pseudomonas aeruginosa
รูปที่ 8 แสดงสเปกตรัม XPS ของพื้นผิวตัวอย่างที่แตกต่างกัน และองค์ประกอบทางเคมีที่วิเคราะห์สำหรับแต่ละพื้นผิวนั้นสรุปไว้ในตารางที่ 6 ในตารางที่ 6 เปอร์เซ็นต์อะตอมของ Fe และ Cr ในสภาพที่มี P. aeruginosa (ตัวอย่าง A และ B) ต่ำกว่าเปอร์เซ็นต์อะตอมของตัวอย่างควบคุมที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิต (ตัวอย่าง C และ D) มาก สำหรับตัวอย่าง P. aeruginosa กราฟสเปกตรัมระดับแกน Cr 2p พอดีกับองค์ประกอบจุดสูงสุดสี่ส่วน โดยมีค่าพลังงานยึดเกาะ (BE) ที่ 574.4, 576.6, 578.3 และ 586.8 eV ซึ่งสามารถนำมาประกอบกับ Cr, Cr2O3, CrO3 และ Cr(OH)3 ตามลำดับ (รูปที่ 9a และ b) สำหรับตัวอย่างที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิต สเปกตรัมระดับแกน Cr 2p ประกอบด้วยจุดสูงสุดหลักสองจุดสำหรับ Cr (573.80 eV สำหรับ BE) และ Cr2O3 (575.90 eV สำหรับ BE) ในรูปที่ 9c และ d ตามลำดับ ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดระหว่างตัวอย่างที่ไม่มีชีวิตและ P. aeruginosa คือการมี Cr6+ และเศษส่วนสัมพัทธ์ที่สูงกว่าของ Cr(OH)3 (BE ที่ 586.8 eV) ใต้ไบโอฟิล์ม
สเปกตรัม XPS ที่กว้างของพื้นผิวของตัวอย่าง 2707 HDSS ในสื่อทั้งสองชนิดคือ 7 วันและ 14 วันตามลำดับ
(ก) สัมผัสกับ P. aeruginosa เป็นเวลา 7 วัน (ข) สัมผัสกับ P. aeruginosa เป็นเวลา 14 วัน (ค) สัมผัสกับอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีชีวิตเป็นเวลา 7 วัน และ (ง) สัมผัสกับอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีชีวิตเป็นเวลา 14 วัน
HDSS แสดงความต้านทานการกัดกร่อนในระดับสูงในสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ Kim et al. 2 รายงานว่า UNS S32707 HDSS ถูกกำหนดให้เป็น DSS ที่มีโลหะผสมสูงโดยมีค่า PREN มากกว่า 45 ค่า PREN ของตัวอย่าง 2707 HDSS ในการทำงานนี้คือ 49 เนื่องมาจากมีปริมาณโครเมียมสูง มีระดับโมลิบดีนัมและนิกเกิลสูง ซึ่งเป็นประโยชน์ในสภาพแวดล้อมที่มีกรดและคลอไรด์สูง นอกจากนี้ องค์ประกอบที่สมดุลและโครงสร้างจุลภาคที่ปราศจากข้อบกพร่องยังมีประโยชน์สำหรับเสถียรภาพของโครงสร้างและความต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความต้านทานต่อสารเคมีที่ยอดเยี่ยม แต่ข้อมูลการทดลองในงานนี้ชี้ให้เห็นว่า 2707 HDSS ไม่สามารถต้านทาน MIC ของไบโอฟิล์ม P. aeruginosa ได้อย่างสมบูรณ์
ผลการทดลองทางเคมีไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่าอัตราการกัดกร่อนของ 2707 HDSS ในน้ำซุป P. aeruginosa เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังจาก 14 วันเมื่อเปรียบเทียบกับอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิต ในรูปที่ 2a พบว่ามีการลดลงของ Eocp ทั้งในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตและน้ำซุป P. aeruginosa ในช่วง 24 ชั่วโมงแรก หลังจากนั้น ไบโอฟิล์มจะปกคลุมพื้นผิวของตัวอย่างจนหมด และ Eocp จะค่อนข้างเสถียร36 อย่างไรก็ตาม ระดับของ Eocp ทางชีวภาพสูงกว่าระดับ Eocp ที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตมาก มีเหตุผลให้เชื่อได้ว่าความแตกต่างนี้เกิดจากการก่อตัวของไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa ในรูปที่ 2d ในสภาพที่มี P. aeruginosa ค่า icorr ของ 2707 HDSS จะอยู่ที่ 0.627 μA cm-2 ซึ่งสูงกว่าค่าของอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิต (0.063 μA cm-2) ถึงหนึ่งระดับ ซึ่งสอดคล้องกับค่า Rct ที่วัดโดย EIS ในระหว่าง ในช่วงไม่กี่วันแรก ค่าอิมพีแดนซ์ในน้ำซุป P. aeruginosa เพิ่มขึ้นเนื่องจากการยึดเกาะของเซลล์ P. aeruginosa และการก่อตัวของไบโอฟิล์ม อย่างไรก็ตาม เมื่อไบโอฟิล์มปกคลุมพื้นผิวของตัวอย่างอย่างสมบูรณ์ อิมพีแดนซ์จะลดลง ชั้นป้องกันถูกโจมตีก่อนเนื่องจากการก่อตัวของไบโอฟิล์มและเมแทบอไลต์ของไบโอฟิล์ม ดังนั้น ความต้านทานการกัดกร่อนจึงลดลงเมื่อเวลาผ่านไป และการยึดเกาะของ P. aeruginosa ทำให้เกิดการกัดกร่อนในบริเวณนั้น แนวโน้มในสื่อที่ไม่มีชีวิตนั้นแตกต่างกัน ความต้านทานการกัดกร่อนของการควบคุมที่ไม่ใช่ทางชีวภาพสูงกว่าค่าที่สอดคล้องกันของตัวอย่างที่สัมผัสกับน้ำซุป P. aeruginosa มาก นอกจากนี้ สำหรับตัวอย่างที่ไม่มีชีวิต ค่า Rct ของ 2707 HDSS จะสูงถึง 489 kΩ cm2 ในวันที่ 14 ซึ่งสูงกว่าค่า Rct (32 kΩ cm2) ถึง 15 เท่าในกรณีที่มี P. aeruginosa ดังนั้น 2707 HDSS จึงมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ความทนทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากเชื้อ แต่ไม่ทนทานต่อการโจมตีของ MIC โดยไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa
ผลลัพธ์เหล่านี้ยังสามารถสังเกตได้จากเส้นโค้งโพลาไรเซชันในรูปที่ 2b การแตกแขนงแบบอะโนดิกเกิดจากการก่อตัวของไบโอฟิล์ม Pseudomonas aeruginosa และปฏิกิริยาออกซิเดชันของโลหะ ในเวลาเดียวกัน ปฏิกิริยาแคโทดิกก็คือการลดออกซิเจน การมีอยู่ของ P. aeruginosa ทำให้ความหนาแน่นของกระแสการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งสูงกว่าการควบคุมที่ไม่มีชีวิตประมาณหนึ่งลำดับขนาด สิ่งนี้บ่งชี้ว่าไบโอฟิล์ม P. aeruginosa ทำให้เกิดการกัดกร่อนเฉพาะที่ของ 2707 HDSS Yuan และคณะ29 พบว่าความหนาแน่นของกระแสการกัดกร่อนของโลหะผสม Cu-Ni 70/30 เพิ่มขึ้นภายใต้ความท้าทายของไบโอฟิล์ม P. aeruginosa ซึ่งอาจเกิดจากการเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของการลดออกซิเจนโดยไบโอฟิล์ม Pseudomonas aeruginosa การสังเกตนี้อาจอธิบาย MIC ของ 2707 HDSS ในงานนี้ได้ด้วย ไบโอฟิล์มที่ใช้ออกซิเจนอาจมีออกซิเจนอยู่ด้านล่างน้อยกว่าด้วย ดังนั้น จึงไม่สามารถทำให้เกิดปฏิกิริยารีพาสซิเวตได้ พื้นผิวโลหะโดยออกซิเจนอาจเป็นปัจจัยสนับสนุนให้เกิด MIC ในงานนี้
Dickinson et al. 38 แนะนำว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีและไฟฟ้าเคมีสามารถได้รับผลกระทบโดยตรงจากกิจกรรมการเผาผลาญของแบคทีเรียที่เกาะอยู่บนพื้นผิวของตัวอย่างและลักษณะของผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อน ดังที่แสดงในรูปที่ 5 และตารางที่ 5 ทั้งจำนวนเซลล์และความหนาของไบโอฟิล์มลดลงหลังจากผ่านไป 14 วัน สิ่งนี้สามารถอธิบายได้อย่างสมเหตุสมผลว่า หลังจากผ่านไป 14 วัน เซลล์ที่เกาะอยู่ส่วนใหญ่บนพื้นผิวของ 2707 HDSS จะตายเนื่องจากการขาดสารอาหารในตัวกลาง 2216E หรือการปล่อยไอออนโลหะที่เป็นพิษจากเมทริกซ์ 2707 HDSS นี่เป็นข้อจำกัดของการทดลองแบบแบตช์
ในงานนี้ ไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa ส่งเสริมการลดลงของ Cr และ Fe ในบริเวณใต้ไบโอฟิล์มบนพื้นผิวของ 2707 HDSS (รูปที่ 6) ในตารางที่ 6 การลดลงของ Fe และ Cr ในตัวอย่าง D เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่าง C แสดงให้เห็นว่า Fe และ Cr ที่ละลายซึ่งเกิดจากไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa ยังคงอยู่ต่อไปเกินกว่า 7 วันแรก ตัวกลาง 2216E ใช้ในการจำลองสภาพแวดล้อมทางทะเล มี Cl- 17,700 ppm ซึ่งเทียบได้กับที่พบในน้ำทะเลธรรมชาติ การมี Cl- 17,700 ppm เป็นสาเหตุหลักของการลดลงของ Cr ในตัวอย่างที่ไม่มีชีวิต 7 และ 14 วันที่วิเคราะห์โดย XPS เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่าง P. aeruginosa การละลายของ Cr ในตัวอย่างที่ไม่มีชีวิตน้อยกว่ามากเนื่องจาก 2707 HDSS มีความต้านทาน Cl− อย่างมากในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต รูปที่ 9 แสดงการปรากฏตัวของ Cr6+ ใน ฟิล์มพาสซีฟ อาจเกี่ยวข้องกับการกำจัด Cr ออกจากพื้นผิวเหล็กโดยไบโอฟิล์ม P. aeruginosa ตามที่ Chen และ Clayton เสนอแนะ
เนื่องมาจากการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ค่า pH ของอาหารเลี้ยงเชื้อก่อนและหลังการเพาะเลี้ยงจึงเท่ากับ 7.4 และ 8.2 ตามลำดับ ดังนั้น การกัดกร่อนของกรดอินทรีย์ที่ต่ำกว่าไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa จึงไม่น่าจะเป็นสาเหตุของงานนี้ เนื่องจากค่า pH ที่ค่อนข้างสูงในอาหารเลี้ยงเชื้อแบบรวม ค่า pH ของอาหารเลี้ยงเชื้อควบคุมที่ไม่ใช่ทางชีวภาพไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ (จาก 7.4 แรกเริ่มเป็น 7.5 สุดท้าย) ในระยะเวลาทดสอบ 14 วัน การเพิ่มขึ้นของ pH ในอาหารเลี้ยงเชื้อหลังจากการบ่มเพาะเกิดจากกิจกรรมการเผาผลาญของ P. aeruginosa และพบว่ามีผลต่อค่า pH เช่นกันแม้จะไม่มีแถบทดสอบ
ดังแสดงในรูปที่ 7 ความลึกของหลุมสูงสุดที่เกิดจากไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa คือ 0.69 μm ซึ่งมากกว่าความลึกของตัวกลางที่ไม่มีชีวิต (0.02 μm) มาก ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลทางไฟฟ้าเคมีที่อธิบายข้างต้น ความลึกของหลุม 0.69 μm นั้นเล็กกว่าค่า 9.5 μm ที่รายงานไว้สำหรับ 2205 DSS ภายใต้เงื่อนไขเดียวกันมากกว่า 10 เท่า ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า 2707 HDSS แสดงความต้านทาน MIC ที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับ 2205 DSS ซึ่งไม่น่าแปลกใจ เนื่องจาก 2707 HDSS มีปริมาณโครเมียมที่สูงกว่า จึงทำให้เกิดการเกิดปฏิกิริยาเฉื่อยที่ยาวนานขึ้น เนื่องจากโครงสร้างเฟสที่สมดุลโดยไม่มีตะกอนรองที่เป็นอันตราย ทำให้ P. aeruginosa เสื่อมสภาพและจุดเริ่มต้นบดบังได้ยากขึ้น
จากการสรุป พบว่ามีการเกิดหลุม MIC บนพื้นผิวของ 2707 HDSS ในน้ำซุป P. aeruginosa เมื่อเปรียบเทียบกับการเกิดหลุมที่เล็กน้อยในอาหารที่ไม่มีชีวิต งานนี้แสดงให้เห็นว่า 2707 HDSS มีความต้านทาน MIC ดีกว่า 2205 DSS แต่ไม่สามารถต้านทาน MIC ได้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากมีไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa ผลการค้นพบเหล่านี้ช่วยในการคัดเลือกเหล็กกล้าไร้สนิมที่เหมาะสมและอายุการใช้งานโดยประมาณสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเล
คูปองสำหรับ 2707 HDSS จัดทำโดยคณะโลหะวิทยา มหาวิทยาลัยนอร์ทอีสเทิร์น (NEU) ในเมืองเสิ่นหยาง ประเทศจีน องค์ประกอบธาตุของ 2707 HDSS แสดงอยู่ในตารางที่ 1 ซึ่งได้รับการวิเคราะห์โดยแผนกวิเคราะห์และทดสอบวัสดุของ NEU ตัวอย่างทั้งหมดได้รับการบำบัดด้วยสารละลายที่อุณหภูมิ 1,180 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ก่อนการทดสอบการกัดกร่อน 2707 HDSS รูปเหรียญที่มีพื้นผิวด้านบนเปิดออก 1 ซม.2 ถูกขัดด้วยกระดาษซิลิกอนคาร์ไบด์เบอร์ 2,000 และขัดเพิ่มเติมด้วยสารแขวนลอยผง Al2O3 ความหนา 0.05 ไมโครเมตร ด้านข้างและด้านล่างได้รับการปกป้องด้วยสีเฉื่อย หลังจากการอบแห้ง ตัวอย่างจะถูกล้างด้วยน้ำที่ผ่านการดีไอออนไนซ์ที่ผ่านการฆ่าเชื้อและฆ่าเชื้อด้วยเอธานอล 75% (v/v) เป็นเวลา 0.5 ชั่วโมง จากนั้นจึงนำไปตากให้แห้งภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต (UV) เป็นเวลา 0.5 ชั่วโมงก่อนใช้งาน
สายพันธุ์ Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 ทางทะเลซื้อจากศูนย์รวบรวมการเพาะเลี้ยงทางทะเลเซียะเหมิน (MCCC) ประเทศจีน Pseudomonas aeruginosa ได้รับการเพาะเลี้ยงแบบใช้อากาศที่อุณหภูมิ 37°C ในขวดขนาด 250 มล. และเซลล์แก้วไฟฟ้าเคมีขนาด 500 มล. โดยใช้อาหารเลี้ยงเชื้อแบบของเหลว Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China) อาหารเลี้ยงเชื้อ (ก./ลิตร): 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, เปปโตน 5.0, สารสกัดจากยีสต์ 1.0 และเฟอร์ริกซิเตรต 0.1 นึ่งด้วยหม้อนึ่งฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิ 121°C เป็นเวลา 20 นาทีก่อนการเพาะเชื้อ นับเซลล์ที่มีระยะสงบและเซลล์แพลงก์ตอนโดยใช้เครื่องเฮโมไซโทมิเตอร์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงที่กำลังขยาย 400 เท่า ความเข้มข้นเริ่มต้นของเซลล์แพลงก์ตอน Pseudomonas aeruginosa ทันทีหลังจากเพาะเชื้อคือประมาณ 106 เซลล์/มล.
การทดสอบทางเคมีไฟฟ้าได้ดำเนินการในเซลล์แก้วสามอิเล็กโทรดแบบคลาสสิกที่มีปริมาตรปานกลาง 500 มล. แผ่นแพลตตินัมและอิเล็กโทรดคาโลเมลที่อิ่มตัว (SCE) เชื่อมต่อกับเครื่องปฏิกรณ์ผ่านเส้นเลือดฝอย Luggin ที่เต็มไปด้วยสะพานเกลือ ซึ่งทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดเคาน์เตอร์และอิเล็กโทรดอ้างอิงตามลำดับ ในการทำอิเล็กโทรดทำงาน จะมีการต่อลวดทองแดงเคลือบยางกับตัวอย่างแต่ละชิ้นและเคลือบด้วยอีพอกซี โดยเหลือพื้นที่ผิวด้านเดียวที่เปิดรับแสงประมาณ 1 ซม.2 สำหรับอิเล็กโทรดทำงาน ในระหว่างการวัดทางเคมีไฟฟ้า ตัวอย่างถูกวางในอาหารเลี้ยงเชื้อ 2216E และรักษาอุณหภูมิการบ่มเพาะคงที่ (37 °C) ในอ่างน้ำ ข้อมูล OCP, LPR, EIS และโพลาไรเซชันไดนามิกศักย์ถูกวัดโดยใช้โพเทนชิโอสแตต Autolab (อ้างอิง 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA) การทดสอบ LPR ถูกบันทึกที่อัตราการสแกน 0.125 mV s-1 ในช่วง -5 และ 5 mV ด้วย Eocp และความถี่ในการสุ่มตัวอย่าง 1 Hz.EIS ดำเนินการโดยใช้คลื่นไซน์ในช่วงความถี่ 0.01 ถึง 10,000 Hz โดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ 5 mV ที่ Eocp สถานะคงที่ ก่อนที่จะทำการกวาดศักย์ไฟฟ้า อิเล็กโทรดจะอยู่ในโหมดวงจรเปิดจนกว่าจะถึงค่าศักย์การกัดกร่อนอิสระที่เสถียร จากนั้นเส้นโค้งการโพลาไรเซชันจะทำงานจาก -0.2 ถึง 1.5 V เทียบกับ Eocp ด้วยอัตราการสแกน 0.166 mV/s การทดสอบแต่ละครั้งทำซ้ำ 3 ครั้งโดยมีและไม่มี P. aeruginosa
ชิ้นงานสำหรับการวิเคราะห์โลหะวิทยาได้รับการขัดด้วยเครื่องจักรด้วยกระดาษทราย SiC เปียกเบอร์ 2000 จากนั้นจึงขัดต่อด้วยผง Al2O3 ความเข้มข้น 0.05 μm เพื่อการสังเกตด้วยแสง การวิเคราะห์โลหะวิทยาดำเนินการโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ชิ้นงานถูกกัดกร่อนด้วยสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 10% ตามน้ำหนัก 43
หลังจากฟักแล้ว ตัวอย่างจะถูกชะล้างด้วยสารละลายฟอสเฟตบัฟเฟอร์ซาไลน์ (PBS) 3 ครั้ง (pH 7.4 ± 0.2) จากนั้นจึงตรึงด้วยกลูตาเรลดีไฮด์ 2.5% (v/v) เป็นเวลา 10 ชั่วโมงเพื่อตรึงไบโอฟิล์ม ต่อมาจึงทำการทำให้แห้งด้วยเอธานอลแบบไล่ระดับ (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% และ 100% v/v) ก่อนทำให้แห้งในอากาศ ในที่สุด พื้นผิวของตัวอย่างจะถูกสปัตเตอร์ด้วยฟิล์มทองคำเพื่อให้มีสภาพนำไฟฟ้าสำหรับการสังเกตด้วย SEM ภาพ SEM โฟกัสที่จุดที่มีเซลล์ P. aeruginosa ที่มีการเคลื่อนไหวน้อยที่สุดบนพื้นผิวของแต่ละตัวอย่าง ดำเนินการวิเคราะห์ EDS เพื่อค้นหาองค์ประกอบทางเคมี ใช้กล้องจุลทรรศน์แบบเลเซอร์สแกนคอนโฟคัล Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, เยอรมนี) เพื่อวัดความลึกของหลุม เพื่อสังเกตการกัดกร่อน หลุมใต้ไบโอฟิล์ม ชิ้นทดสอบจะได้รับการทำความสะอาดก่อนตามมาตรฐานแห่งชาติจีน (CNS) GB/T4334.4-2000 เพื่อขจัดผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนและไบโอฟิล์มบนพื้นผิวของชิ้นทดสอบ
การวิเคราะห์ด้วยสเปกโตรสโคปีโฟโตอิเล็กตรอนรังสีเอกซ์ (XPS, ระบบวิเคราะห์พื้นผิว ESCALAB250, Thermo VG, สหรัฐอเมริกา) ดำเนินการโดยใช้แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์สีเดียว (เส้นอะลูมิเนียม Kα ที่พลังงาน 1,500 eV และกำลัง 150 W) ในช่วงพลังงานยึดเหนี่ยวที่กว้าง 0 ภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน -1,350 eV สเปกตรัมความละเอียดสูงถูกบันทึกโดยใช้พลังงานผ่าน 50 eV และขนาดขั้นตอน 0.2 eV
ตัวอย่างที่ฟักแล้วถูกนำออกและล้างเบาๆ ด้วย PBS (pH 7.4 ± 0.2) เป็นเวลา 15 วินาที45 เพื่อสังเกตความสามารถในการดำรงชีวิตของแบคทีเรียของไบโอฟิล์มบนตัวอย่าง ไบโอฟิล์มถูกย้อมโดยใช้ชุด LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA) ชุดนี้มีสีย้อมเรืองแสงสองสี ได้แก่ สีย้อมเรืองแสง SYTO-9 สีเขียวและสีย้อมเรืองแสงโพรพิดิอัมไอโอไดด์ (PI) สีแดง ภายใต้ CLSM จุดที่มีสีเขียวเรืองแสงและสีแดงแสดงถึงเซลล์ที่มีชีวิตและเซลล์ที่ตายแล้วตามลำดับ สำหรับการย้อม ส่วนผสม 1 มล. ที่ประกอบด้วย SYTO-9 3 μl และสารละลาย PI 3 μl ถูกฟักเป็นเวลา 20 นาทีที่อุณหภูมิห้อง (23 oC) ในที่มืด หลังจากนั้น สังเกตตัวอย่างที่ย้อมด้วยความยาวคลื่นสองแบบ (488 นาโนเมตรสำหรับเซลล์ที่มีชีวิตและ 559 นาโนเมตรสำหรับเซลล์ที่ตายแล้ว) โดยใช้เครื่อง Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, ญี่ปุ่น) ความหนาของไบโอฟิล์มคือ วัดในโหมดการสแกน 3 มิติ
วิธีการอ้างอิงบทความนี้: Li, H. et al.Microbial corrosion of 2707 super duplex steel by marine Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep. 6, 20190; doi: 10.1038/srep20190 (2016)
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. การแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้นของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ LDX 2101 ในสารละลายคลอไรด์ในสภาพที่มีไธโอซัลเฟต.coros.science.80, 205–212 (2014)
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS และ Park, YS ผลของการให้ความร้อนด้วยสารละลายและไนโตรเจนในก๊าซป้องกันต่อความต้านทานการกัดกร่อนแบบหลุมของรอยเชื่อมสแตนเลสแบบซูเปอร์ดูเพล็กซ์ coros.science.53, 1939–1947 (2011)
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. และ Lewandowski, Z. การศึกษาเคมีเปรียบเทียบการกัดกร่อนแบบหลุมที่เกิดจากจุลินทรีย์และไฟฟ้าเคมีในสแตนเลส 316L coros.science.45, 2577–2595 (2003)
Luo, H., Dong, CF, Li, XG และ Xiao, K. พฤติกรรมทางเคมีไฟฟ้าของสแตนเลสดูเพล็กซ์ 2205 ในสารละลายด่างที่มีค่า pH ต่างกันในสภาพที่มีคลอไรด์ Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012)
Little, BJ, Lee, JS และ Ray, RI ผลกระทบของไบโอฟิล์มทางทะเลต่อการกัดกร่อน: การทบทวนอย่างย่อ Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008)