ขอขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.com เวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการรองรับ CSS ที่จำกัด เพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดตแล้ว (หรือปิดใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าจะได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงผลไซต์โดยไม่ใช้รูปแบบและ JavaScript
การกัดกร่อนของจุลินทรีย์ (MIC) เป็นปัญหาที่ร้ายแรงในหลายอุตสาหกรรม เนื่องจากอาจนำไปสู่การสูญเสียทางเศรษฐกิจจำนวนมหาศาล เหล็กกล้าไร้สนิมซูเปอร์ดูเพล็กซ์ 2707 (2707 HDSS) ถูกใช้ในสภาพแวดล้อมทางทะเลเนื่องจากมีความทนทานต่อสารเคมีที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตาม ความต้านทานต่อ MIC ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ในเชิงทดลอง การศึกษาครั้งนี้ตรวจสอบพฤติกรรมของ MIC 2707 HDSS ที่เกิดจากแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจนในทะเล Pseudomonas aeruginosa การวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีแสดงให้เห็นว่าในสภาพที่มีไบโอฟิล์ม Pseudomonas aeruginosa ในตัวกลาง 2216E จะเกิดการเปลี่ยนแปลงในเชิงบวกในศักย์การกัดกร่อนและความหนาแน่นของกระแสการกัดกร่อนเพิ่มขึ้น การวิเคราะห์สเปกโตรสโคปีโฟโตอิเล็กตรอนเอกซ์เรย์ (XPS) แสดงให้เห็นว่าปริมาณโครเมียมบนพื้นผิวของตัวอย่างภายใต้ไบโอฟิล์มลดลง การวิเคราะห์ภาพหลุมแสดงให้เห็นว่าไบโอฟิล์ม P. aeruginosa สร้างความลึกของหลุมสูงสุดที่ 0.69 µm ในระหว่างการฟัก 14 วัน แม้ว่าตัวเลขนี้จะเล็กน้อย แต่ก็บ่งชี้ว่า 2707 HDSS ไม่ได้มีภูมิคุ้มกันต่อ MIC ของไบโอฟิล์ม P. aeruginosa อย่างสมบูรณ์
เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ (DSS) ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยมและทนต่อการกัดกร่อนได้อย่างลงตัว1,2 อย่างไรก็ตาม การเกิดหลุมในบริเวณนั้นยังคงเกิดขึ้นและส่งผลกระทบต่อความสมบูรณ์ของเหล็กชนิดนี้3,4 DSS ไม่ทนต่อการกัดกร่อนจากจุลินทรีย์ (MIC)5,6 แม้จะมีการใช้งาน DSS อย่างกว้างขวาง แต่ยังคงมีสภาพแวดล้อมที่ DSS ทนต่อการกัดกร่อนไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานในระยะยาว ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีราคาแพงกว่าและมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่า Jeon et al7 พบว่าแม้แต่เหล็กกล้าไร้สนิมซูเปอร์ดูเพล็กซ์ (SDSS) ก็มีข้อจำกัดบางประการในแง่ของความต้านทานการกัดกร่อน ดังนั้น ในบางกรณี จำเป็นต้องใช้เหล็กกล้าไร้สนิมซูเปอร์ดูเพล็กซ์ (HDSS) ที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่า ซึ่งนำไปสู่การพัฒนา HDSS ที่มีโลหะผสมสูง
ความต้านทานการกัดกร่อน DSS ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของเฟสอัลฟาและแกมมา และลดลงในบริเวณ Cr, Mo และ W 8, 9, 10 ที่อยู่ติดกับเฟสที่สอง HDSS มีปริมาณ Cr, Mo และ N11 สูง จึงมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมและมีค่าสูง (45-50) ของค่าความต้านทานการเกิดหลุมสมมูล (PREN) ซึ่งกำหนดโดยน้ำหนัก % Cr + 3.3 (น้ำหนัก % Mo + 0.5 น้ำหนัก .%W) + 16% น้ำหนัก N12 ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่สมดุลซึ่งประกอบด้วยเฟสเฟอร์ริติก (α) ประมาณ 50% และเฟสออสเทนนิติก (γ) ประมาณ 50% HDSS มีคุณสมบัติทางกลที่ดีกว่าและมีความต้านทานการกัดกร่อนของคลอไรด์สูงกว่า ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้นขยายการใช้งาน HDSS ในสภาพแวดล้อมคลอไรด์ที่รุนแรงมากขึ้น เช่น สภาพแวดล้อมทางทะเล
MIC เป็นปัญหาสำคัญในหลายอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซและอุตสาหกรรมน้ำ14 MIC คิดเป็น 20% ของความเสียหายจากการกัดกร่อนทั้งหมด15 MIC คือการกัดกร่อนทางชีวไฟฟ้าเคมีที่สามารถสังเกตได้ในสภาพแวดล้อมต่างๆ ไบโอฟิล์มที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวโลหะจะเปลี่ยนสภาวะทางไฟฟ้าเคมี จึงส่งผลต่อกระบวนการกัดกร่อน เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าการกัดกร่อน MIC เกิดจากไบโอฟิล์ม จุลินทรีย์ที่สร้างไฟฟ้ากัดกร่อนโลหะเพื่อให้ได้พลังงานที่ต้องการเพื่อการดำรงชีวิต17 การศึกษา MIC ล่าสุดแสดงให้เห็นว่า EET (การถ่ายโอนอิเล็กตรอนนอกเซลล์) เป็นปัจจัยจำกัดอัตราใน MIC ที่เกิดจากจุลินทรีย์ที่สร้างไฟฟ้า Zhang et al. 18 แสดงให้เห็นว่าตัวกลางอิเล็กตรอนเร่งการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างเซลล์ Desulfovibrio sessificans และสแตนเลส 304 ส่งผลให้เกิดการโจมตี MIC ที่รุนแรงมากขึ้น Anning et al. 19 และ Wenzlaff et al. 20 แสดงให้เห็นว่าไบโอฟิล์มของแบคทีเรียที่กัดกร่อนที่ลดซัลเฟต (SRB) สามารถดูดซับอิเล็กตรอนจากสารตั้งต้นโลหะได้โดยตรง ส่งผลให้เกิดหลุมรุนแรง
เป็นที่ทราบกันดีว่า DSS ไวต่อ MIC ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มี SRB, แบคทีเรียที่ลดเหล็ก (IRB) เป็นต้น 21 แบคทีเรียเหล่านี้ทำให้เกิดหลุมเฉพาะที่บนพื้นผิวของ DSS ภายใต้ไบโอฟิล์ม 22,23 ไม่เหมือนกับ DSS MIC ของ HDSS24 ไม่ค่อยเป็นที่รู้จัก
Pseudomonas aeruginosa เป็นแบคทีเรียแกรมลบที่มีรูปร่างเป็นแท่ง เคลื่อนที่ได้ และกระจายอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ25 Pseudomonas aeruginosa เป็นกลุ่มจุลินทรีย์หลักในสิ่งแวดล้อมทางทะเล ทำให้ความเข้มข้นของ MIC สูงขึ้น Pseudomonas มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างแข็งขันในกระบวนการกัดกร่อน และได้รับการยอมรับว่าเป็นอาณานิคมบุกเบิกระหว่างการก่อตัวของไบโอฟิล์ม Mahat et al. 28 และ Yuan et al. 29 แสดงให้เห็นว่า Pseudomonas aeruginosa มีแนวโน้มที่จะเพิ่มอัตราการกัดกร่อนของเหล็กอ่อนและโลหะผสมในสภาพแวดล้อมทางน้ำ
วัตถุประสงค์หลักของงานวิจัยนี้คือการศึกษาคุณสมบัติของ MIC 2707 HDSS ที่เกิดจากแบคทีเรียแอโรบิกในทะเล Pseudomonas aeruginosa โดยใช้วิธีการทางไฟฟ้าเคมี วิธีการวิเคราะห์พื้นผิว และการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์การกัดกร่อน การศึกษาทางไฟฟ้าเคมีรวมถึงศักย์วงจรเปิด (OCP) ความต้านทานโพลาไรเซชันเชิงเส้น (LPR) สเปกโตรสโคปีอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าเคมี (EIS) และโพลาไรเซชันแบบไดนามิกศักย์ ถูกดำเนินการเพื่อศึกษาพฤติกรรมของ MIC 2707 HDSS การวิเคราะห์สเปกโตรเมตริกแบบกระจายพลังงาน (EDS) ถูกดำเนินการเพื่อตรวจจับองค์ประกอบทางเคมีบนพื้นผิวที่ถูกกัดกร่อน นอกจากนี้ ยังใช้สเปกโตรสโคปีโฟโตอิเล็กตรอนเอกซ์เรย์ (XPS) เพื่อตรวจสอบเสถียรภาพของการเกิดปฏิกิริยาเฉื่อยของฟิล์มออกไซด์ภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมทางทะเลที่มี Pseudomonas aeruginosa วัดความลึกของหลุมโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบเลเซอร์สแกนคอนโฟคัล (CLSM)
ตารางที่ 1 แสดงองค์ประกอบทางเคมีของ 2707 HDSS ตารางที่ 2 แสดงให้เห็นว่า 2707 HDSS มีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม โดยมีความแข็งแรงผลผลิต 650 MPa รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างจุลภาคออปติกของ 2707 HDSS ที่ผ่านการอบด้วยความร้อนด้วยสารละลาย ในโครงสร้างจุลภาคที่มีเฟสออสเทไนต์ประมาณ 50% และเฟสเฟอร์ไรต์ 50% จะมองเห็นแถบยาวของเฟสออสเทไนต์และเฟอร์ไรต์ที่ไม่มีเฟสรอง
รูปที่ 2a แสดงศักย์วงจรเปิด (Eocp) เทียบกับเวลาสัมผัสของ 2707 HDSS ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีชีวิต 2216E และน้ำซุป P. aeruginosa เป็นเวลา 14 วันที่ 37°C แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลง Eocp ครั้งใหญ่ที่สุดและมีนัยสำคัญที่สุดเกิดขึ้นภายใน 24 ชั่วโมงแรก ค่า Eocp ในทั้งสองกรณีสูงสุดที่ -145 mV (เมื่อเทียบกับ SCE) ประมาณ 16 ชั่วโมง จากนั้นจึงลดลงอย่างรวดเร็ว โดยถึง -477 mV (เมื่อเทียบกับ SCE) และ -236 mV (เมื่อเทียบกับ SCE) สำหรับตัวอย่างที่ไม่มีชีวิต และคูปอง Pseudomonas aeruginosa ตามลำดับ) หลังจากผ่านไป 24 ชั่วโมง ค่า Eocp 2707 HDSS สำหรับ P. aeruginosa ค่อนข้างเสถียรที่ -228 mV (เมื่อเทียบกับ SCE) ในขณะที่ค่าที่สอดคล้องกันสำหรับตัวอย่างที่ไม่มีชีวิตอยู่ที่ประมาณ -442 mV (เมื่อเทียบกับ SCE) EOCp ในสภาพที่มี P. aeruginosa ค่อนข้างต่ำ
การศึกษาทางเคมีไฟฟ้าของตัวอย่าง HDSS จำนวน 2,707 ตัวอย่างในอาหารที่ไม่มีชีวิตและน้ำซุป Pseudomonas aeruginosa ที่อุณหภูมิ 37 °C:
(a) Eocp เป็นฟังก์ชันของเวลาในการรับแสง (b) เส้นโค้งโพลาไรเซชันในวันที่ 14 (c) Rp เป็นฟังก์ชันของเวลาในการรับแสง และ (d) icorr เป็นฟังก์ชันของเวลาในการรับแสง
ตารางที่ 3 แสดงพารามิเตอร์การกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของตัวอย่าง HDSS จำนวน 2,707 ตัวอย่างที่สัมผัสกับสื่อที่ไม่มีชีวิตและสื่อที่เพาะเชื้อ Pseudomonas aeruginosa เป็นเวลา 14 วัน แทนเจนต์ของเส้นโค้งแอโนดและแคโทดได้รับการประมาณค่าเพื่อให้ได้จุดตัดซึ่งให้ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อน (icorr) ศักย์การกัดกร่อน (Ecorr) และความลาดชันของ Tafel (βα และ βc) ตามวิธีมาตรฐาน30,31
ดังแสดงในรูปที่ 2b การเลื่อนขึ้นของเส้นโค้ง P. aeruginosa ส่งผลให้ค่า Ecorr เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับเส้นโค้งที่ไม่มีชีวิต ค่า icorr ซึ่งเป็นสัดส่วนกับอัตราการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นเป็น 0.328 µA cm-2 ในตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa ซึ่งมากกว่าในตัวอย่างที่ไม่มีชีวิตถึง 4 เท่า (0.087 µA cm-2)
LPR เป็นวิธีทางเคมีไฟฟ้าแบบไม่ทำลายล้างแบบคลาสสิกสำหรับการวิเคราะห์การกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังใช้ในการศึกษา MIC32 อีกด้วย ในรูปที่ 2c แสดงความต้านทานของโพลาไรเซชัน (Rp) เป็นฟังก์ชันของระยะเวลาในการรับแสง ค่า Rp ที่สูงขึ้นหมายถึงการกัดกร่อนที่น้อยลง ภายใน 24 ชั่วโมงแรก Rp 2707 HDSS มีค่าสูงสุดที่ 1955 kΩ cm2 สำหรับตัวอย่างที่ไม่มีชีวิต และ 1429 kΩ cm2 สำหรับตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa รูปที่ 2c ยังแสดงให้เห็นอีกด้วยว่าค่า Rp ลดลงอย่างรวดเร็วหลังจากผ่านไป 1 วัน และยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมากนักในอีก 13 วันถัดมา ค่า Rp ของตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa อยู่ที่ประมาณ 40 kΩ cm2 ซึ่งต่ำกว่าค่า 450 kΩ cm2 ของตัวอย่างที่ไม่มีชีวิตมาก
ค่าของ icorr จะเป็นสัดส่วนกับอัตราการกัดกร่อนที่สม่ำเสมอ ค่าของ icorr สามารถคำนวณได้จากสมการ Stern-Giri ต่อไปนี้:
ตาม Zoe et al. 33 ค่าทั่วไปของ Tafel slope B ในงานนี้ถือว่าอยู่ที่ 26 mV/dec รูปที่ 2d แสดงให้เห็นว่า icorr ของตัวอย่างที่ไม่ใช่ทางชีวภาพ 2707 ยังคงค่อนข้างเสถียร ในขณะที่ตัวอย่าง P. aeruginosa ผันผวนอย่างมากหลังจาก 24 ชั่วโมงแรก ค่า icorr ของตัวอย่าง P. aeruginosa สูงกว่าค่าของกลุ่มควบคุมที่ไม่ใช่ทางชีวภาพถึงหนึ่งระดับ แนวโน้มนี้สอดคล้องกับผลลัพธ์ของความต้านทานการเกิดโพลาไรเซชัน
EIS เป็นอีกวิธีหนึ่งที่ไม่ทำลายล้างซึ่งใช้ในการกำหนดลักษณะของปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีบนพื้นผิวที่กัดกร่อน สเปกตรัมอิมพีแดนซ์และค่าความจุที่คำนวณได้ของตัวอย่างที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตและสารละลาย Pseudomonas aeruginosa ความต้านทานฟิล์ม/ไบโอฟิล์มแบบพาสซีฟ Rb ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวตัวอย่าง ความต้านทานการถ่ายโอนประจุ Rct ความจุไฟฟ้าแบบสองชั้น Cdl (EDL) และพารามิเตอร์องค์ประกอบเฟส QCPE คงที่ (CPE) พารามิเตอร์เหล่านี้ได้รับการวิเคราะห์เพิ่มเติมโดยการปรับข้อมูลโดยใช้แบบจำลองวงจรเทียบเท่า (EEC)
รูปที่ 3 แสดงกราฟ Nyquist ทั่วไป (a และ b) และกราฟ Bode (a' และ b') สำหรับตัวอย่าง HDSS จำนวน 2,707 ตัวอย่างในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีชีวิตและน้ำซุป P. aeruginosa สำหรับระยะเวลาการบ่มเพาะที่แตกต่างกัน เส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวน Nyquist จะลดลงเมื่อมี Pseudomonas aeruginosa กราฟ Bode (รูปที่ 3b') แสดงการเพิ่มขึ้นของค่าอิมพีแดนซ์รวม ข้อมูลเกี่ยวกับค่าคงที่ของเวลาผ่อนคลายสามารถหาได้จากค่าสูงสุดของเฟส รูปที่ 4 แสดงโครงสร้างทางกายภาพตามโมโนเลเยอร์ (a) และไบเลเยอร์ (b) และ EEC ที่เกี่ยวข้อง CPE ถูกนำเข้าสู่แบบจำลอง EEC ค่าการยอมรับและค่าอิมพีแดนซ์แสดงดังต่อไปนี้:
แบบจำลองทางกายภาพสองแบบและวงจรเทียบเท่าที่สอดคล้องกันสำหรับการปรับสเปกตรัมอิมพีแดนซ์ของตัวอย่าง 2707 HDSS:
โดยที่ Y0 คือค่า KPI, j คือจำนวนจินตภาพหรือ (-1)1/2, ω คือความถี่เชิงมุม, n คือดัชนีกำลัง KPI ที่น้อยกว่า 135 การผกผันของความต้านทานการถ่ายโอนประจุ (เช่น 1/Rct) สอดคล้องกับอัตราการกัดกร่อน Rct ยิ่งน้อย อัตราการกัดกร่อนก็จะยิ่งสูง27 หลังจากฟักเป็นเวลา 14 วัน Rct ของตัวอย่าง Pseudomonas aeruginosa จะถึง 32 kΩ cm2 ซึ่งน้อยกว่า 489 kΩ cm2 ของตัวอย่างที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตมาก (ตารางที่ 4)
ภาพ CLSM และภาพ SEM ในรูปที่ 5 แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าชั้นเคลือบไบโอฟิล์มบนพื้นผิวของตัวอย่าง HDSS 2707 หลังจากผ่านไป 7 วันนั้นมีความหนาแน่น อย่างไรก็ตาม หลังจากผ่านไป 14 วัน ไบโอฟิล์มปกคลุมไม่ทั่วถึงและมีเซลล์ที่ตายแล้วปรากฏขึ้นบ้าง ตารางที่ 5 แสดงความหนาของไบโอฟิล์มบนตัวอย่าง HDSS 2707 หลังจากสัมผัสกับ P. aeruginosa เป็นเวลา 7 และ 14 วัน ความหนาของไบโอฟิล์มสูงสุดเปลี่ยนจาก 23.4 µm หลังจากผ่านไป 7 วันเป็น 18.9 µm หลังจากผ่านไป 14 วัน ความหนาของไบโอฟิล์มโดยเฉลี่ยยังยืนยันแนวโน้มนี้ด้วย โดยลดลงจาก 22.2 ± 0.7 µm หลังจากผ่านไป 7 วันเป็น 17.8 ± 1.0 µm หลังจากผ่านไป 14 วัน
(ก) ภาพ 3 มิติ CLSM ที่ 7 วัน (ข) ภาพ 3 มิติ CLSM ที่ 14 วัน (ค) ภาพ SEM ที่ 7 วัน และ (ง) ภาพ SEM ที่ 14 วัน
EMF เผยให้เห็นองค์ประกอบทางเคมีในไบโอฟิล์มและผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนบนตัวอย่างที่สัมผัสกับ P. aeruginosa เป็นเวลา 14 วัน จากรูปที่ 6 แสดงให้เห็นว่าปริมาณ C, N, O และ P ในไบโอฟิล์มและผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนนั้นสูงกว่าในโลหะบริสุทธิ์อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากองค์ประกอบเหล่านี้เกี่ยวข้องกับไบโอฟิล์มและเมแทบอไลต์ของไบโอฟิล์ม จุลินทรีย์ต้องการโครเมียมและเหล็กในปริมาณเล็กน้อยเท่านั้น ระดับโครเมียมและเหล็กที่สูงในไบโอฟิล์มและผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนบนพื้นผิวของตัวอย่างบ่งชี้ว่าเมทริกซ์โลหะสูญเสียองค์ประกอบเนื่องจากการกัดกร่อน
หลังจากผ่านไป 14 วัน พบหลุมที่มีและไม่มี P. aeruginosa ในอาหารเลี้ยงเชื้อ 2216E ก่อนการบ่มเพาะ พื้นผิวของตัวอย่างจะเรียบและไม่มีตำหนิ (รูปที่ 7a) หลังจากบ่มเพาะและกำจัดไบโอฟิล์มและผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนแล้ว หลุมที่ลึกที่สุดบนพื้นผิวของตัวอย่างจะถูกตรวจสอบโดยใช้ CLSM ดังแสดงในรูปที่ 7b และ c ไม่พบหลุมที่เห็นได้ชัดบนพื้นผิวของตัวควบคุมที่ไม่ใช่ทางชีวภาพ (ความลึกของหลุมสูงสุด 0.02 µm) ความลึกของหลุมสูงสุดที่เกิดจาก P. aeruginosa คือ 0.52 µm ที่ 7 วันและ 0.69 µm ที่ 14 วัน โดยอิงจากความลึกของหลุมสูงสุดโดยเฉลี่ยจากตัวอย่าง 3 ตัวอย่าง (เลือกความลึกของหลุมสูงสุด 10 หลุมสำหรับแต่ละตัวอย่าง) ผลการบรรลุ 0.42 ± 0.12 µm และ 0.52 ± 0.15 µm ตามลำดับ (ตารางที่ 5) ค่าความลึกของรูเหล่านี้มีขนาดเล็กแต่สำคัญ
(ก) ก่อนการสัมผัส (ข) 14 วันในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีสิ่งมีชีวิต และ (ค) 14 วันในน้ำซุป Pseudomonas aeruginosa
จากรูป ตารางที่ 8 แสดงสเปกตรัม XPS ของพื้นผิวตัวอย่างต่างๆ และองค์ประกอบทางเคมีที่วิเคราะห์สำหรับแต่ละพื้นผิวนั้นสรุปไว้ในตารางที่ 6 ในตารางที่ 6 เปอร์เซ็นต์อะตอมของ Fe และ Cr ในสภาพที่มี P. aeruginosa (ตัวอย่าง A และ B) ต่ำกว่าเปอร์เซ็นต์อะตอมของตัวควบคุมที่ไม่ใช่ทางชีวภาพมาก (ตัวอย่าง C และ D) สำหรับตัวอย่าง P. aeruginosa กราฟสเปกตรัมที่ระดับนิวเคลียส Cr 2p จะพอดีกับองค์ประกอบสูงสุดสี่ส่วนที่มีพลังงานยึดเหนี่ยว (BE) ที่ 574.4, 576.6, 578.3 และ 586.8 eV ซึ่งสามารถอธิบายได้จาก Cr, Cr2O3, CrO3 และ Cr(OH)3 ตามลำดับ (รูปที่ 9a และ b) สำหรับตัวอย่างที่ไม่ใช่ทางชีวภาพ สเปกตรัมของระดับ Cr 2p หลักประกอบด้วยค่าพีคหลักสองค่าสำหรับ Cr (573.80 eV สำหรับ BE) และ Cr2O3 (575.90 eV สำหรับ BE) ในรูปที่ 9c และ d ตามลำดับ ความแตกต่างที่สะดุดตาที่สุดระหว่างตัวอย่างที่ไม่ใช่ทางชีวภาพและตัวอย่าง P. aeruginosa คือการมีอยู่ของ Cr6+ และสัดส่วนสัมพัทธ์ที่สูงกว่าของ Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) ภายใต้ไบโอฟิล์ม
สเปกตรัม XPS ที่กว้างของพื้นผิวของตัวอย่าง 2707 HDSS ในสื่อทั้งสองคือ 7 และ 14 วัน ตามลำดับ
(ก) สัมผัสกับ P. aeruginosa เป็นเวลา 7 วัน (ข) สัมผัสกับ P. aeruginosa เป็นเวลา 14 วัน (ค) อยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตเป็นเวลา 7 วัน และ (ง) อยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตเป็นเวลา 14 วัน
HDSS แสดงให้เห็นถึงระดับความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงในสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ Kim et al.2 รายงานว่า HDSS UNS S32707 ถูกระบุว่าเป็น DSS ที่มีโลหะผสมสูงโดยมีค่า PREN มากกว่า 45 ค่า PREN ของตัวอย่าง 2707 HDSS ในงานนี้คือ 49 เนื่องมาจากมีปริมาณโครเมียมสูง และมีปริมาณโมลิบดีนัมและนิกเกิลสูง ซึ่งมีประโยชน์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด และสภาพแวดล้อมที่มีปริมาณคลอไรด์สูง นอกจากนี้ องค์ประกอบที่สมดุลดีและโครงสร้างจุลภาคที่ปราศจากข้อบกพร่องยังเป็นประโยชน์ต่อเสถียรภาพของโครงสร้างและความต้านทานการกัดกร่อน อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความต้านทานต่อสารเคมีที่ยอดเยี่ยม แต่ข้อมูลการทดลองในงานนี้ชี้ให้เห็นว่า 2707 HDSS ไม่สามารถต้านทาน MIC ของไบโอฟิล์ม P. aeruginosa ได้อย่างสมบูรณ์
ผลการทดสอบทางเคมีไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่าอัตราการกัดกร่อนของ 2707 HDSS ในน้ำซุป P. aeruginosa เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังจาก 14 วันเมื่อเปรียบเทียบกับสภาพแวดล้อมที่ไม่มีสิ่งมีชีวิต ในรูปที่ 2a พบว่า Eocp ลดลงทั้งในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีสิ่งมีชีวิตและในน้ำซุป P. aeruginosa ในช่วง 24 ชั่วโมงแรก หลังจากนั้น ไบโอฟิล์มจะปกคลุมพื้นผิวของตัวอย่างอย่างสมบูรณ์ และ Eocp จะค่อนข้างเสถียร36 อย่างไรก็ตาม ระดับ Eocp ทางชีวภาพสูงกว่าระดับ Eocp ที่ไม่มีสิ่งมีชีวิตมาก มีเหตุผลให้เชื่อได้ว่าความแตกต่างนี้เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของไบโอฟิล์ม P. aeruginosa ในรูปที่ 2d เมื่อมี P. aeruginosa ค่า HDSS ของ icorr 2707 จะสูงถึง 0.627 μA cm-2 ซึ่งสูงกว่าค่าควบคุมที่ไม่มีสิ่งมีชีวิต (0.063 μA cm-2) ถึงหนึ่งระดับ ซึ่งสอดคล้องกับค่า Rct ที่วัดโดย EIS ในช่วงไม่กี่วันแรก ค่าอิมพีแดนซ์ในน้ำซุป P. aeruginosa เพิ่มขึ้นเนื่องจากการยึดเกาะของเซลล์ P. aeruginosa และการก่อตัวของไบโอฟิล์ม อย่างไรก็ตาม เมื่อไบโอฟิล์มปกคลุมพื้นผิวตัวอย่างจนหมด ค่าอิมพีแดนซ์จะลดลง ชั้นป้องกันถูกโจมตีเป็นหลักเนื่องมาจากการก่อตัวของไบโอฟิล์มและเมแทบอไลต์ของไบโอฟิล์ม เป็นผลให้ความต้านทานการกัดกร่อนลดลงเมื่อเวลาผ่านไป และการยึดเกาะของ P. aeruginosa ทำให้เกิดการกัดกร่อนเฉพาะที่ แนวโน้มในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีสิ่งมีชีวิตแตกต่างกัน ความต้านทานการกัดกร่อนของตัวควบคุมที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตนั้นสูงกว่าค่าที่สอดคล้องกันของตัวอย่างที่สัมผัสกับน้ำซุป P. aeruginosa มาก นอกจากนี้ สำหรับการเข้าถึงที่ไม่มีสิ่งมีชีวิต ค่า HDSS ของ Rct 2707 จะสูงถึง 489 kΩ cm2 ในวันที่ 14 ซึ่งสูงกว่าค่า Rct (32 kΩ cm2) ถึง 15 เท่าในกรณีที่มี P. aeruginosa ดังนั้น 2707 HDSS จึงมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมปลอดเชื้อ แต่ไม่ทนทานต่อ MIC จากไบโอฟิล์ม P. aeruginosa
ผลลัพธ์เหล่านี้สามารถสังเกตได้จากเส้นโค้งโพลาไรเซชันในรูปที่ 2b การแตกแขนงของแอโนดิกมีความเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของไบโอฟิล์มของ Pseudomonas aeruginosa และปฏิกิริยาออกซิเดชันของโลหะ ในกรณีนี้ ปฏิกิริยาแคโทดิกคือการลดออกซิเจน การปรากฏตัวของ P. aeruginosa ทำให้ความหนาแน่นของกระแสการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งสูงกว่าในตัวควบคุมที่ไม่มีชีวิตประมาณหนึ่งระดับ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa ช่วยเพิ่มการกัดกร่อนเฉพาะที่ของ 2707 HDSS Yuan et al.29 พบว่าความหนาแน่นของกระแสการกัดกร่อนของโลหะผสม Cu-Ni 70/30 เพิ่มขึ้นภายใต้การกระทำของไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa ซึ่งอาจเกิดจากการเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพของการลดออกซิเจนโดยไบโอฟิล์มของ Pseudomonas aeruginosa การสังเกตนี้อาจอธิบาย MIC 2707 HDSS ในงานนี้ได้เช่นกัน อาจมีออกซิเจนน้อยลงภายใต้ไบโอฟิล์มที่มีออกซิเจน ดังนั้น การปฏิเสธที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันซ้ำบนพื้นผิวโลหะอาจเป็นปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อ MIC ในงานนี้
Dickinson et al. 38 แนะนำว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีและไฟฟ้าเคมีสามารถได้รับผลกระทบโดยตรงจากกิจกรรมการเผาผลาญของแบคทีเรียที่เกาะอยู่บนพื้นผิวตัวอย่างและลักษณะของผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อน ดังที่แสดงในรูปที่ 5 และตารางที่ 5 จำนวนเซลล์และความหนาของไบโอฟิล์มลดลงหลังจาก 14 วัน ซึ่งสามารถอธิบายได้อย่างสมเหตุสมผลจากข้อเท็จจริงที่ว่าหลังจาก 14 วัน เซลล์ที่เกาะอยู่ส่วนใหญ่บนพื้นผิวของ 2707 HDSS จะตายเนื่องจากการขาดสารอาหารในตัวกลาง 2216E หรือการปล่อยไอออนโลหะที่เป็นพิษจากเมทริกซ์ 2707 HDSS นี่เป็นข้อจำกัดของการทดลองแบบแบตช์
ในงานนี้ ไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa มีส่วนทำให้โครเมียมและเหล็กลดลงในบริเวณใต้ไบโอฟิล์มบนพื้นผิวของ 2707 HDSS (รูปที่ 6) ตารางที่ 6 แสดงการลดลงของเหล็กและโครเมียมในตัวอย่าง D เมื่อเทียบกับตัวอย่าง C ซึ่งบ่งชี้ว่าเหล็กและโครเมียมที่ละลายอยู่ซึ่งเกิดจากไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa ยังคงอยู่เป็นเวลา 7 วันแรก สภาพแวดล้อมของ 2216E ถูกใช้เพื่อจำลองสภาพแวดล้อมทางทะเล โดยมี Cl- 17,700 ppm ซึ่งเทียบได้กับปริมาณในน้ำทะเลธรรมชาติ การมี Cl- 17,700 ppm เป็นสาเหตุหลักของการลดลงของโครเมียมในตัวอย่างอสิ่งมีชีวิต 7 และ 14 วันที่วิเคราะห์โดย XPS เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่าง P. aeruginosa การสลายตัวของโครเมียมในตัวอย่างอสิ่งมีชีวิตน้อยกว่ามากเนื่องจาก 2707 HDSS มีความต้านทานต่อคลอรีนอย่างแข็งแกร่งภายใต้สภาวะอสิ่งมีชีวิต ในรูปที่ ภาพที่ 9 แสดงการมีอยู่ของ Cr6+ ในฟิล์มที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาเฉื่อย ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการกำจัดโครเมียมออกจากพื้นผิวเหล็กโดยไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa ตามที่ Chen และ Clayton แนะนำ
เนื่องจากการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ค่า pH ของอาหารเลี้ยงเชื้อก่อนและหลังการเพาะเลี้ยงจึงเท่ากับ 7.4 และ 8.2 ตามลำดับ ดังนั้น การกัดกร่อนของกรดอินทรีย์จึงไม่น่าจะส่งผลต่อการทำงานนี้ เนื่องจากค่า pH ของอาหารเลี้ยงเชื้อจำนวนมากมีค่าค่อนข้างสูง ค่า pH ของอาหารเลี้ยงเชื้อควบคุมที่ไม่ใช่ทางชีวภาพไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ (จาก 7.4 เบื้องต้นเป็น 7.5 สุดท้าย) ในช่วงระยะเวลาทดสอบ 14 วัน การเพิ่มขึ้นของค่า pH ในอาหารเลี้ยงเชื้อหลังจากฟักตัวนั้นเกิดจากกิจกรรมการเผาผลาญของ P. aeruginosa และพบว่ามีผลเช่นเดียวกันกับค่า pH แม้จะไม่ได้ใช้แถบทดสอบก็ตาม
ดังแสดงในรูปที่ 7 ความลึกของหลุมสูงสุดที่เกิดจากไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa คือ 0.69 µm ซึ่งมากกว่าความลึกของตัวกลางที่ไม่มีชีวิต (0.02 µm) มาก ซึ่งสอดคล้องกับข้อมูลทางไฟฟ้าเคมีที่อธิบายไว้ข้างต้น ความลึกของหลุมที่ 0.69 µm นั้นน้อยกว่าค่า 9.5 µm ที่รายงานสำหรับ 2205 DSS มากกว่า 10 เท่าภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า 2707 HDSS แสดงความต้านทานต่อ MIC ได้ดีกว่า 2205 DSS ซึ่งไม่น่าประหลาดใจ เนื่องจาก 2707 HDSS มีระดับโครเมียมที่สูงกว่า ซึ่งทำให้เกิดการเฉื่อยที่ยาวนานกว่า การทำให้ P. aeruginosa เสื่อมสภาพได้ยากกว่า และเนื่องจากโครงสร้างเฟสที่สมดุลโดยไม่มีการตกตะกอนรองที่เป็นอันตราย จึงทำให้เกิดการเฉื่อย
สรุปได้ว่าพบหลุม MIC บนพื้นผิวของ 2707 HDSS ในน้ำซุป P. aeruginosa เมื่อเปรียบเทียบกับหลุมที่ไม่สำคัญในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีสิ่งมีชีวิต งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่า 2707 HDSS มีความต้านทานต่อ MIC ได้ดีกว่า 2205 DSS แต่ไม่สามารถต้านทาน MIC ได้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากมีไบโอฟิล์มของ P. aeruginosa ผลลัพธ์เหล่านี้ช่วยในการเลือกสเตนเลสสตีลที่เหมาะสมและอายุการใช้งานสำหรับสภาพแวดล้อมทางทะเล
คูปองสำหรับ 2707 HDSS จัดทำโดย Northeastern University (NEU) School of Metallurgy ในเมือง Shenyang ประเทศจีน องค์ประกอบธาตุของ 2707 HDSS แสดงอยู่ในตารางที่ 1 ซึ่งได้รับการวิเคราะห์โดยแผนกวิเคราะห์และทดสอบวัสดุของ NEU ตัวอย่างทั้งหมดได้รับการบำบัดด้วยสารละลายของแข็งที่อุณหภูมิ 1180°C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ก่อนการทดสอบการกัดกร่อน 2707 HDSS รูปเหรียญที่มีพื้นผิวเปิดด้านบน 1 ซม.2 ได้รับการขัดด้วยกระดาษทรายซิลิกอนคาร์ไบด์เบอร์ 2000 แล้วจึงขัดด้วยสารละลายผง Al2O3 หนา 0.05 µm ด้านข้างและด้านล่างได้รับการปกป้องด้วยสีเฉื่อย หลังจากการทำให้แห้ง ตัวอย่างจะถูกล้างด้วยน้ำที่ผ่านการดีไอออนไนซ์ที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้วและฆ่าเชื้อด้วยเอธานอล 75% (v/v) เป็นเวลา 0.5 ชั่วโมง จากนั้นจึงนำไปตากแห้งภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต (UV) เป็นเวลา 0.5 ชั่วโมงก่อนใช้งาน
เชื้อแบคทีเรีย Pseudomonas aeruginosa สายพันธุ์ MCCC 1A00099 ในทะเลซื้อมาจากศูนย์รวบรวมการเพาะเลี้ยงทางทะเลเซียะเหมิน (MCCC) ประเทศจีน เชื้อแบคทีเรีย Pseudomonas aeruginosa ได้รับการเพาะเลี้ยงภายใต้สภาวะที่มีอากาศที่อุณหภูมิ 37°C ในขวดแก้วขนาด 250 มล. และเซลล์ไฟฟ้าเคมีแก้วขนาด 500 มล. โดยใช้อาหารเหลว Marine 2216E (บริษัท Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd. เมืองชิงเต่า ประเทศจีน) สื่อกลางประกอบด้วย (ก./ล.): 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 6NH26NH3, 3.0016 NH3 5.0 เปปโตน, 1.0 สารสกัดจากยีสต์ และ 0.1 ซิเตรตเหล็ก นำไปนึ่งฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิ 121°C เป็นเวลา 20 นาทีก่อนทำการเพาะเชื้อ นับเซลล์ที่มีระยะสงบและเซลล์แพลงก์ตอนด้วยเครื่องตรวจนับเซลล์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงกำลังขยาย 400 เท่า ความเข้มข้นเริ่มต้นของ Pseudomonas aeruginosa แพลงก์ตอนทันทีหลังจากการฉีดอยู่ที่ประมาณ 106 เซลล์/มล.
การทดสอบทางเคมีไฟฟ้าดำเนินการในเซลล์แก้วสามอิเล็กโทรดแบบคลาสสิกที่มีปริมาตรปานกลาง 500 มล. แผ่นแพลตตินัมและอิเล็กโทรดคาโลเมลที่อิ่มตัว (SAE) เชื่อมต่อกับเครื่องปฏิกรณ์ผ่านเส้นเลือดฝอย Luggin ที่เต็มไปด้วยสะพานเกลือ ซึ่งทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดเคาน์เตอร์และอิเล็กโทรดอ้างอิงตามลำดับ สำหรับการผลิตอิเล็กโทรดทำงาน ลวดทองแดงเคลือบยางถูกแนบกับตัวอย่างแต่ละชิ้นและเคลือบด้วยเรซินอีพอกซี โดยเหลือพื้นที่ที่ไม่ได้รับการป้องกันไว้ประมาณ 1 ซม.2 สำหรับอิเล็กโทรดทำงานด้านหนึ่ง ในระหว่างการวัดทางเคมีไฟฟ้า ตัวอย่างจะถูกวางไว้ในอาหารเลี้ยงเชื้อ 2216E และรักษาไว้ที่อุณหภูมิบ่มเพาะคงที่ (37°C) ในอ่างน้ำ ข้อมูล OCP, LPR, EIS และโพลาไรเซชันไดนามิกศักย์ถูกวัดโดยใช้โพเทนชิโอสแตต Autolab (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA) การทดสอบ LPR ถูกบันทึกด้วยอัตราการสแกน 0.125 mV s-1 ในช่วง -5 ถึง 5 mV ด้วย Eocp และอัตราการสุ่มตัวอย่าง 1 Hz EIS ถูกดำเนินการด้วยคลื่นไซน์ในช่วงความถี่ 0.01 ถึง 10,000 Hz โดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ 5 mV ที่ Eocp สถานะคงที่ ก่อนที่จะทำการกวาดศักย์ไฟฟ้า อิเล็กโทรดจะอยู่ในโหมดสแตนด์บายจนกว่าจะถึงค่าศักย์การกัดกร่อนอิสระที่เสถียร จากนั้นเส้นโค้งโพลาไรเซชันจะถูกวัดจาก -0.2 ถึง 1.5 V ตามฟังก์ชันของ Eocp ที่อัตราการสแกน 0.166 mV/s การทดสอบแต่ละครั้งจะทำซ้ำ 3 ครั้งโดยมีและไม่มี P. aeruginosa
ตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์โลหะวิทยาได้รับการขัดด้วยกระดาษทราย SiC เปียกเบอร์ 2000 และจากนั้นขัดต่อด้วยผง Al2O3 หนา 0.05 µm เพื่อการสังเกตด้วยแสง การวิเคราะห์โลหะวิทยาดำเนินการโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติก ตัวอย่างถูกกัดกร่อนด้วยสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 43 ที่มีความเข้มข้น 10%
หลังจากฟักแล้ว ให้ล้างตัวอย่างด้วยฟอสเฟตบัฟเฟอร์ซาไลน์ (PBS) 3 ครั้ง (pH 7.4 ± 0.2) จากนั้นตรึงด้วยกลูตาเรลดีไฮด์ 2.5% (v/v) เป็นเวลา 10 ชั่วโมงเพื่อตรึงไบโอฟิล์ม จากนั้นจึงทำให้แห้งด้วยเอธานอลแบบแบ่งชุด (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% และ 100% ตามปริมาตร) ก่อนปล่อยให้แห้งในอากาศ ในที่สุด ฟิล์มทองจะถูกเคลือบบนพื้นผิวของตัวอย่างเพื่อให้มีสภาพนำไฟฟ้าสำหรับการสังเกตด้วย SEM ภาพ SEM โฟกัสที่จุดที่มีเซลล์ P. aeruginosa ที่มีการเคลื่อนไหวมากที่สุดบนพื้นผิวของแต่ละตัวอย่าง ดำเนินการวิเคราะห์ EDS เพื่อค้นหาองค์ประกอบทางเคมี ใช้กล้องจุลทรรศน์แบบเลเซอร์สแกนคอนโฟคัล Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, เยอรมนี) เพื่อวัดความลึกของหลุม ในการสังเกตหลุมกัดกร่อนใต้ไบโอฟิล์ม จะต้องทำความสะอาดตัวอย่างทดสอบตามมาตรฐานแห่งชาติจีน (CNS) GB/T4334.4-2000 ก่อน เพื่อขจัดผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อนและไบโอฟิล์มออกจากพื้นผิวของตัวอย่างทดสอบ
การวิเคราะห์สเปกโตรสโคปีโฟโตอิเล็กตรอนเอกซ์เรย์ (XPS, ระบบวิเคราะห์พื้นผิว ESCALAB250, Thermo VG, สหรัฐอเมริกา) ดำเนินการโดยใช้แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์สีเดียว (เส้นอะลูมิเนียม Kα ที่มีพลังงาน 1,500 eV และกำลัง 150 W) ในช่วงพลังงานยึดเหนี่ยวที่กว้าง 0 ภายใต้เงื่อนไขมาตรฐานที่ -1,350 eV สเปกตรัมความละเอียดสูงถูกบันทึกโดยใช้พลังงานส่งผ่าน 50 eV และขั้นตอน 0.2 eV
ตัวอย่างที่ฟักแล้วถูกนำออกและล้างเบาๆ ด้วย PBS (pH 7.4 ± 0.2) เป็นเวลา 15 วินาที45 เพื่อสังเกตความสามารถในการมีชีวิตของแบคทีเรียในไบโอฟิล์มบนตัวอย่าง ไบโอฟิล์มจะถูกย้อมโดยใช้ชุด LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA) ชุดประกอบด้วยสีย้อมเรืองแสงสองสี ได้แก่ สีย้อมเรืองแสงสีเขียว SYTO-9 และสีย้อมเรืองแสงสีแดงโพรพิดิอัมไอโอไดด์ (PI) ใน CLSM จุดเรืองแสงสีเขียวและสีแดงแสดงถึงเซลล์ที่มีชีวิตและเซลล์ที่ตายแล้วตามลำดับ สำหรับการย้อม ให้ฟักส่วนผสม 1 มล. ที่ประกอบด้วย SYTO-9 3 µl และสารละลาย PI 3 µl เป็นเวลา 20 นาทีที่อุณหภูมิห้อง (23°C) ในที่มืด หลังจากนั้น ให้ตรวจสอบตัวอย่างที่ย้อมแล้วที่ความยาวคลื่นสองช่วง (488 นาโนเมตรสำหรับเซลล์ที่มีชีวิตและ 559 นาโนเมตรสำหรับเซลล์ที่ตายแล้ว) โดยใช้เครื่อง Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, ญี่ปุ่น) ความหนาของไบโอฟิล์มวัดในโหมดการสแกน 3 มิติ
วิธีการอ้างอิงบทความนี้: Li, H. et al. Microbial corrosion of 2707 super duplex steel by Pseudomonas aeruginosa marine biofilm. the science. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. การแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้นของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ LDX 2101 ในสารละลายคลอไรด์ที่มีไทโอซัลเฟต Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. การแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้นของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ LDX 2101 ในสารละลายคลอไรด์ที่มีไทโอซัลเฟต Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворах хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. การแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้นของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ LDX 2101 ในสารละลายคลอไรด์ที่มีไทโอซัลเฟต Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 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酸盐存在下氯化物溶液中的应力腐蚀酐蚀盂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相stainless steel在福代sulfate分下下南性性生于中文剧情的裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворе хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. การแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้นของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ LDX 2101 ในสารละลายคลอไรด์ที่มีไทโอซัลเฟตวิทยาศาสตร์คอรอส 80, 205–212 (2014)
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS และ Park, YS ผลกระทบของการอบด้วยความร้อนด้วยสารละลายและไนโตรเจนในก๊าซป้องกันต่อความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบหลุมของรอยเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมไฮเปอร์ดูเพล็กซ์ Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS และ Park, YS ผลกระทบของการอบด้วยความร้อนด้วยสารละลายและไนโตรเจนในก๊าซป้องกันต่อความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบหลุมของรอยเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมไฮเปอร์ดูเพล็กซ์Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS และ Park, YS ผลของการให้ความร้อนด้วยสารละลายและไนโตรเจนในก๊าซป้องกันต่อความต้านทานการกัดกร่อนแบบหลุมของรอยเชื่อมสแตนเลสไฮเปอร์ดูเพล็กซ์ Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, 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。 คิม, ST, จาง, SH, ลี, IS และ ปาร์ค, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS และ Park, YS ผลกระทบของการอบด้วยความร้อนด้วยสารละลายและไนโตรเจนในก๊าซป้องกันต่อความต้านทานการกัดกร่อนแบบหลุมของรอยเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมแบบซูเปอร์ดูเพล็กซ์โคโรส. วิทยาศาสตร์. 53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. และ Lewandowski, Z การศึกษาเปรียบเทียบทางเคมีของการเกิดหลุมที่เกิดจากจุลินทรีย์และไฟฟ้าเคมีของสแตนเลส 316L Shi, X., Avci, R., Geiser, M. และ Lewandowski, Z การศึกษาเปรียบเทียบทางเคมีของการเกิดหลุมที่เกิดจากจุลินทรีย์และไฟฟ้าเคมีของสแตนเลส 316LShi, X., Avchi, R., Geyser, M. และ Lewandowski, Z การศึกษาทางเคมีเปรียบเทียบของหลุมทางจุลชีววิทยาและไฟฟ้าเคมีของสแตนเลส 316L Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L 不锈钢点蚀的化学比较研究。 ชิ, เอ็กซ์, อัฟซิ, อาร์, ไกเซอร์, เอ็ม และเลวานดอฟสกี้, ซี.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. และ Lewandowski, Z การศึกษาทางเคมีเปรียบเทียบของการเกิดหลุมที่เกิดจากจุลชีววิทยาและไฟฟ้าเคมีในสแตนเลส 316Lโคโรส. วิทยาศาสตร์. 45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG และ Xiao, K. พฤติกรรมทางเคมีไฟฟ้าของสแตนเลสดูเพล็กซ์ 2205 ในสารละลายด่างที่มีค่า pH ต่างกันในสภาพที่มีคลอไรด์ Luo, H., Dong, CF, Li, XG และ Xiao, K. พฤติกรรมทางเคมีไฟฟ้าของสแตนเลสดูเพล็กซ์ 2205 ในสารละลายด่างที่มีค่า pH ต่างกันในสภาพที่มีคลอไรด์Luo H., Dong KF, Lee HG และ Xiao K. พฤติกรรมทางเคมีไฟฟ้าของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205 ในสารละลายด่างที่มีค่า pH ต่างกันในสภาพที่มีคลอไรด์ Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的电化学行为。 Luo, H., Dong, CF, Li, XG และ Xiao, K. 2205 พฤติกรรมทางเคมีไฟฟ้าของเหล็กกล้าไร้สนิม双相ในสภาพที่มีคลอไรด์ที่ค่า pH ต่างกันในสารละลายด่างLuo H., Dong KF, Lee HG และ Xiao K. พฤติกรรมทางเคมีไฟฟ้าของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205 ในสารละลายด่างที่มีค่า pH ต่างกันในสภาพที่มีคลอไรด์Electrochem. นิตยสาร 64, 211–220 (2012)
Little, BJ, Lee, JS และ Ray, RI อิทธิพลของไบโอฟิล์มทางทะเลต่อการกัดกร่อน: การทบทวนโดยย่อ Little, BJ, Lee, JS และ Ray, RI อิทธิพลของไบโอฟิล์มทางทะเลต่อการกัดกร่อน: การทบทวนโดยย่อLittle, BJ, Lee, JS และ Ray, RI ผลกระทบของไบโอฟิล์มทางทะเลต่อการกัดกร่อน: บทวิจารณ์สั้นๆ Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述。 ลิตเติ้ล บีเจ ลี เจเอส และเรย์ อาร์ไอLittle, BJ, Lee, JS และ Ray, RI ผลกระทบของไบโอฟิล์มทางทะเลต่อการกัดกร่อน: บทวิจารณ์สั้นๆElectrochem. นิตยสาร. 54, 2-7 (2008).