Nature.com saýtyna gireniňiz üçin sag boluň. Ulanýan brauzeriňiziň wersiýasynda CSS goldawy çäkli. Iň gowy tejribe üçin täzelenen brauzer ulanmagyňyzy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gatnaşyklyk Režimini öçüriň). Şol bir wagtyň özünde, yzygiderli goldawy üpjün etmek üçin saýty stillersiz we JavaScript-siz görkezeris.
Mikrob korroziýalary (MIC) köp pudaklarda çynlakaý mesele bolup durýar, sebäbi ol uly ykdysady ýitgilere getirip biler. Super dupleks polat 2707 (2707 HDSS) ajaýyp himiki garşylygy sebäpli deňiz gurşawynda ulanylýar. Şeýle-de bolsa, onuň MIC-e garşylygy tejribe arkaly görkezilmedi. Bu gözlegde deňiz aerob bakteriýasynyň Pseudomonas aeruginosa sebäpli MIC 2707 HDSS-iň özüni alyp barşy öwrenildi. Elektrokimiki analiz 2216E gurşawynda Pseudomonas aeruginosa biofilminiň barlygynda korroziýa potensialynyň oňyn üýtgeşmesiniň we korroziýa tok dykyzlygynyň artmagynyň bolýandygyny görkezdi. Rentgen fotoelektron spektroskopiýasynyň (XPS) analizi biofilmiň aşagyndaky nusganyň ýüzünde Cr mukdarynyň azalandygyny görkezdi. Çukurlaryň wizual analizi P. aeruginosa biofilminiň 14 günlük inkubasiýa döwründe iň ýokary çukur çuňlugynyň 0,69 µm bolandygyny görkezdi. Bu kiçi bolsa-da, 2707 HDSS-iň P. aeruginosa biofilmleriniň MIC-ine doly garşy däldigini görkezýär.
Dupleks polatlar (DSS) ajaýyp mehaniki häsiýetleriň we korroziýa garşylygynyň ajaýyp utgaşmasy sebäpli dürli pudaklarda giňden ulanylýar1,2. Şeýle-de bolsa, ýerli çukurlaşma henizem ýüze çykýar we bu polatyň bitewüligine täsir edýär3,4. DSS mikrob korroziýasyna (MIC) çydamly däl5,6. DSS üçin ulanylyşlaryň giň gerimine garamazdan, DSS-iň korroziýa garşylygynyň uzak möhletli ulanmak üçin ýeterlik däl gurşawlar henizem bar. Bu has ýokary korroziýa garşylygy bolan has gymmat materiallaryň gerekdigini aňladýar. Jeon we beýlekiler7 hatda super dupleks polatlaryň (SDSS) hem korroziýa garşylygy babatda käbir çäklendirmeleriň bardygyny anykladylar. Şonuň üçin käbir ýagdaýlarda has ýokary korroziýa garşylygy bolan super dupleks polatlar (HDSS) gerek bolýar. Bu bolsa ýokary derejede legirlenen HDSS-iň işlenip düzülmegine getirdi.
Korroziýa garşylygy DSS alfa we gamma fazalarynyň gatnaşygyna baglydyr we ikinji fazanyň golaýyndaky Cr, Mo we W sebitlerinde 8, 9, 10 azalýar. HDSS-de Cr, Mo we N11-iň ýokary mukdary bar, şonuň üçin ol ajaýyp korroziýa garşylygyna we agramy% Cr + 3.3 (gramy% Mo + 0.5 agramy% W) + 16% agramy N12 bilen kesgitlenýän deň derejeli çukurlaşma garşylyk sanynyň (PREN) ýokary gymmatyna (45-50) eýedir. Onuň ajaýyp korroziýa garşylygy takmynan 50% ferrit (α) we 50% austenitik (γ) fazalary öz içine alýan deňagramly düzüme baglydyr. HDSS has gowy mehaniki häsiýetlere we hlorid korroziýasyna has ýokary garşylyga eýedir. Korroziýa garşylygynyň gowulanmagy HDSS-iň deňiz gurşawy ýaly has agressiw hlorid gurşawlarynda ulanylmagyny giňeldýär.
MIK-ler nebit-gaz we suw senagaty ýaly köp pudaklarda uly mesele bolup durýar14. MIK ähli korroziýa zyýanynyň 20% -ni emele getirýär15. MIK köp gurşawda syn edilip bilinýän bioelektrohimiki korroziýadyr. Metall ýüzlerinde emele gelýän biofilmler elektrohimiki şertleri üýtgedýär we şeýdip korroziýa prosesine täsir edýär. MIK korroziýasynyň biofilmler sebäpli bolýandygy giňden ynanylýar. Elektrogen mikroorganizmler ýaşamak üçin zerur bolan energiýany almak üçin metallary iýýärler17. Soňky MIK barlaglary EET-iň (hüjreden daşary elektron geçirijiligi) elektrogen mikroorganizmler tarapyndan MIK-de tizligi çäklendirýän faktordygyny görkezdi. Zhang we beýlekiler 18 elektron araçylarynyň Desulfovibrio sessificans öýjükleri bilen 304 polatdan ýasalan polat arasyndaky elektron geçirijiligini çaltlaşdyrýandygyny we MIK hüjüminiň has güýçli bolmagyna getirýändigini görkezdiler. Anning we beýlekiler 19 we Wenzlaff we beýlekiler 20 korroziýa sulfat azaldyjy bakteriýalaryň (SRB) biofilmleriniň metal substratlardan elektronlary gönüden-göni özüne çekip bilýändigini we bu bolsa agyr çukurlaryň döremegine getirýändigini görkezdiler.
DSS-iň SRB-leri, demiri azaldýan bakteriýalary (IRB-leri) we ş.m. öz içine alýan gurşawlarda MIC-e duýgurdygy mälim. 21 Bu bakteriýalar biofilmleriň aşagynda DSS-iň ýüzünde ýerli çukurlaryň döremegine sebäp bolýar22,23. DSS-den tapawutlylykda, HDSS24 MIC gowy tanalmaýar.
Pseudomonas aeruginosa tebigatda giňden ýaýran Gram-negatiw, hereketli, taýak şekilli bakteriýadyr25. Pseudomonas aeruginosa deňiz gurşawynda hem esasy mikrob topary bolup, MIC konsentrasiýasynyň ýokarlanmagyna sebäp bolýar. Pseudomonas korroziýa prosesine işjeň gatnaşýar we bioplenka emele gelende öňdebaryjy kolonizator hökmünde ykrar edilýär. Mahat we beýlekiler 28 we Ýuan we beýlekiler 29 Pseudomonas aeruginosa-nyň suw gurşawynda ýumşak polat we erginleriň korroziýa tizligini ýokarlandyrmaga meýillidigini görkezdiler.
Bu işiň esasy maksady elektrohimiki usullary, ýüzleý analiz usullaryny we korroziýa önümlerini analizini ulanyp, deňiz aerob bakteriýasynyň Pseudomonas aeruginosa sebäpli MIC 2707 HDSS-iň häsiýetlerini öwrenmekdi. MIC 2707 HDSS-iň özüni alyp barşyny öwrenmek üçin açyk zynjyr potensialy (OCP), çyzykly polýarizasiýa garşylygy (LPR), elektrohimiki impedans spektroskopiýasy (EIS) we potensial dinamiki polýarizasiýany öz içine alýan elektrohimiki barlaglar geçirildi. Korroziýa edilen ýüzde himiki elementleri ýüze çykarmak üçin energiýa dispersiýa spektrometrik analiz (EDS) geçirildi. Mundan başga-da, Pseudomonas aeruginosa saklaýan deňiz gurşawynyň täsiri astynda oksid plýonkasynyň passiwasiýasynyň durnuklylygyny kesgitlemek üçin rentgen fotoelektron spektroskopiýasy (XPS) ulanyldy. Çukurlaryň çuňlugy konfokal lazer skanerleme mikroskopy (CLSM) bilen ölçeldi.
1-nji tablisa 2707 HDSS-iň himiki düzümini görkezýär. 2-nji tablisa 2707 HDSS-iň ajaýyp mehaniki häsiýetlere eýedigini we 650 MPa akym güýjüne eýedigini görkezýär. 1-nji suratda ergin termiki işlenilen 2707 HDSS-iň optiki mikrostrukturasy görkezilýär. Takmynan 50% austenit we 50% ferrit fazalaryny öz içine alýan mikrostrukturada ikinji fazalary bolmadyk austenit we ferrit fazalarynyň uzalan zolaklary görünýär.
2a-njy suratda 2707 HDSS üçin 2216E abiotik gurşawynda we P. aeruginosa şorbasynda 37°C-de 14 günläp açyk zynjyr potensialy (Eocp) we täsir wagty görkezilýär. Bu Eocp-däki iň uly we iň möhüm üýtgeşmäniň ilkinji 24 sagadyň dowamynda bolup geçýändigini görkezýär. Iki ýagdaýda hem Eocp gymmatlyklary 16 sagadyň töwereginde -145 mV-a ýetdi (SCE bilen deňeşdirilende) we soňra abiotik nusga üçin -477 mV-a (SCE bilen deňeşdirilende) we -236 mV-a (SCE bilen deňeşdirilende) ýetdi. 24 sagatdan soň, P. aeruginosa üçin Eocp 2707 HDSS gymmaty -228 mV-da (SCE bilen deňeşdirilende) deňeşdirme boýunça durnukly boldy, biologik däl nusgalar üçin bolsa degişli gymmatlyk takmynan -442 mV boldy (SCE bilen deňeşdirilende). P. aeruginosa-nyň ýanynda Eocp gaty pesdi.
37 °C temperaturada abiotik gurşawda we Pseudomonas aeruginosa şorbasynda 2707 HDSS nusgasynyň elektrohimiki barlagy:
(a) Eocp täsir wagtynyň funksiýasy hökmünde, (b) 14-nji gündäki polýarizasiýa egrileri, (c) Rp täsir wagtynyň funksiýasy hökmünde we (d) icorr täsir wagtynyň funksiýasy hökmünde.
3-nji tablisada 14 günüň dowamynda abiotik we Pseudomonas aeruginosa sanjym edilen gurşawlara sezewar edilen 2707 HDSS nusgasynyň elektrohimiki korroziýa parametrleri görkezilýär. Anod we katod egrileriniň tangensleri standart usullara laýyklykda korroziýa tok dykyzlygyny (icorr), korroziýa potensialyny (Ecorr) we Tafel eňňitligini (βα we βc) berýän kesişmeleri almak üçin ekstrapolýasiýa edildi30,31.
2b-nji suratda görkezilişi ýaly, P. aeruginosa egrisiniň ýokary süýşmegi abiotik egri bilen deňeşdirilende Ecorr-iň ýokarlanmagyna getirdi. Korroziýa tizligine proporsional bolan icorr gymmaty Pseudomonas aeruginosa nusgasynda 0,328 µA sm-2 çenli ýokarlandy, bu bolsa biologik däl nusgadakydan (0,087 µA sm-2) dört esse ýokarydyr.
LPR çalt korroziýa analizi üçin nusgawy weýran ediji däl elektrohimiki usuldyr. Şeýle hem, ol MIC32 öwrenmek üçin ulanyldy. 2c suratda täsir wagtynyň funksiýasy hökmünde polýarizasiýa garşylygy (Rp) görkezilýär. Ýokary Rp gymmaty az korroziýa diýmekdir. Ilkinji 24 sagadyň dowamynda Rp 2707 HDSS abiotik nusgalar üçin 1955 kΩ sm2 we Pseudomonas aeruginosa nusgalary üçin 1429 kΩ sm2-e ýetdi. 2c suratda şeýle hem Rp gymmatynyň bir günden soň çalt peselendigi we soňra indiki 13 günüň dowamynda deňeşdirme boýunça üýtgewsiz galandygy görkezilýär. Pseudomonas aeruginosa nusgasynyň Rp gymmaty takmynan 40 kΩ sm2-dir, bu bolsa biologik däl nusganyň 450 kΩ sm2 gymmatyndan has pesdir.
Icorr-yň bahasy deň derejeli korroziýa tizligine proporsionaldyr. Onuň bahasyny aşakdaky Stern-Giri deňlemesinden hasaplap bolýar:
Zoe we beýlekiler 33-e görä, bu işde Tafel eňňit B-niň tipiki gymmaty 26 mV/dek hökmünde kabul edildi. 2d-nji suratda biologik däl nusga 2707-niň ikorr gymmatynyň deňeşdirme boýunça durnukly galandygy, P. aeruginosa nusgasynyň bolsa ilkinji 24 sagatdan soň uly üýtgeýändigi görkezilýär. P. aeruginosa nusgalarynyň ikorr gymmatlary biologik däl gözegçilik nusgalaryndan birnäçe esse ýokarydy. Bu meýil polýarizasiýa garşylygynyň netijeleri bilen gabat gelýär.
EIS, poslanan ýüzlerde elektrohimiki reaksiýalary häsiýetlendirmek üçin ulanylýan başga bir zyýansyz usuldyr. Abiotik gurşawa we Pseudomonas aeruginosa erginine sezewar edilen nusgalaryň impedans spektrleri we hasaplanan kuwwatlylyk gymmatlyklary, nusga ýüzünde emele gelen passiw plýonka/bioplýonka garşylygy Rb, zarýad geçiş garşylygy Rct, elektrik goşa gatlakly kuwwatlylyk Cdl (EDL) we hemişelik QCPE faza element parametrleri (CPE). Bu parametrler maglumatlary deň derejeli zynjyr (EEC) modelini ulanyp sazlamak arkaly has giňişleýin seljerildi.
3-nji suratda abiotik gurşawlarda we P. aeruginosa şorbasynda dürli inkubasiýa wagtlary üçin 2707 HDSS nusgalary üçin tipik Nyquist grafikleri (a we b) we Bode grafikleri (a' we b') görkezilýär. Nyquist halkasynyň diametri Pseudomonas aeruginosa-nyň gatnaşmagynda kiçelýär. Bode grafiki (3b' surat) umumy impedansyň artmagyny görkezýär. Relaksasiýa wagtynyň yzygiderliligi baradaky maglumaty faza maksimumlaryndan alyp bolýar. 4-nji suratda bir gatlakly (a) we iki gatlakly (b) we degişli EEC-lere esaslanýan fiziki gurluşlar görkezilýär. CPE EEC modeline girizildi. Onuň giriş we impedansy aşakdaky ýaly beýan edilýär:
2707 HDSS nusgasynyň impedans spektrini sazlamak üçin iki fiziki model we degişli deň derejeli zynjyrlar:
bu ýerde Y0 KPI gymmaty, j hyýaly san ýa-da (-1)1/2, ω burçluk ýygylygy, n birden az KPI güýç indeksi35. Zarýad geçiş garşylygynyň inwersiýasy (ýagny 1/Rct) korroziýa tizligine gabat gelýär. Rct näçe kiçi bolsa, korroziýa tizligi şonça ýokary bolýar27. 14 günlük inkubasiýadan soň, Pseudomonas aeruginosa nusgalarynyň Rct-si 32 kΩ sm2-e ýetdi, bu bolsa biologik däl nusgalaryň 489 kΩ sm2-sinden has azdyr (4-nji tablisa).
5-nji suratdaky CLSM we SEM suratlary HDSS nusgasy 2707-niň ýüzündäki biofilm örtüginiň 7 günden soň dykyzdygyny aýdyň görkezýär. Şeýle-de bolsa, 14 günden soň biofilm örtügi pes boldy we käbir öli öýjükler peýda boldy. 5-nji tablisada P. aeruginosa bilen 7 we 14 günläp täsir edilenden soň 2707 HDSS nusgalaryndaky biofilmiň galyňlygy görkezilýär. Biofilmiň iň ýokary galyňlygy 7 günden soň 23,4 µm-den 14 günden soň 18,9 µm-e çenli üýtgedi. Biofilmiň ortaça galyňlygy hem bu meýli tassyklady. Ol 7 günden soň 22,2 ± 0,7 µm-den 14 günden soň 17,8 ± 1,0 µm-e çenli pese gaçdy.
(a) 7 günden soň 3 ölçegli CLSM suraty, (b) 14 günden soň 3 ölçegli CLSM suraty, (c) 7 günden soň SEM suraty we (d) 14 günden soň SEM suraty.
EMF, 14 günläp P. aeruginosa täsir eden nusgalarda biofilmlerde we korroziýa önümlerinde himiki elementleri ýüze çykardy. 6-njy suratda biofilmlerde we korroziýa önümlerinde C, N, O we P-niň mukdarynyň arassa metallara garanyňda has ýokarydygy görkezilýär, sebäbi bu elementler biofilmler we olaryň metabolitleri bilen baglanyşyklydyr. Mikroblara diňe az mukdarda hrom we demir gerek. Nusgalaryň ýüzündäki biofilmde we korroziýa önümlerinde Cr we Fe-niň ýokary derejesi metal matrisasynyň korroziýa sebäpli elementlerini ýitirendigini görkezýär.
14 günden soň, 2216E ortamynda P. aeruginosa bolan we bolmadyk çukurlar syn edildi. Inkubasiýadan öň, nusgalaryň ýüzi tekiz we kemçiliksizdi (7a-njy surat). Inkubasiýadan we bioplenkany we korroziýa önümlerini aýyrandan soň, nusgalaryň ýüzündäki iň çuň çukurlar 7b we c suratlarynda görkezilişi ýaly CLSM arkaly barlandy. Biologik däl gözegçilikleriň ýüzünde hiç hili açyk çukurlanma tapylmady (maksimum çukurlanma çuňlugy 0,02 µm). P. aeruginosa sebäpli iň ýokary çukur çuňlugy 7 günde 0,52 µm we 14 günde 0,69 µm boldy, bu bolsa 3 nusgadan alnan ortaça iň ýokary çukur çuňlugyna esaslanýar (her nusga üçin 10 iň ýokary çukur çuňlugy saýlanyldy). Degişlilikde 0,42 ± 0,12 µm we 0,52 ± 0,15 µm gazanyldy (5-nji tablisa). Bu çukur çuňlugynyň gymmatlyklary kiçi, ýöne möhümdir.
(a) täsir etmezinden öň, (b) abiotik gurşawda 14 gün we (c) Pseudomonas aeruginosa şorbasynda 14 gün.
Şekil 8-de dürli nusga ýüzleriniň XPS spektrleri görkezilýär we her ýüz üçin seljerilen himiki düzüm 6-njy tablisada jemlenendir. 6-njy tablisada P. aeruginosa-nyň gatnaşmagynda Fe we Cr-iň atom prosentleri (A we B nusgalary) biologik däl gözegçilikleriňkiden has pesdi (C we D nusgalary). P. aeruginosa nusgasy üçin Cr 2p ýadrosynyň derejesindäki spektral egri, degişlilikde Cr, Cr2O3, CrO3 we Cr(OH)3 bilen baglanyşykly bolup biljek 574.4, 576.6, 578.3 we 586.8 eV baglanyşyk energiýalary (BE) bolan dört pik komponentine laýyk getirildi (9a we b suratlar). Biologik däl nusgalar üçin esasy Cr 2p derejesiniň spektri degişlilikde 9c we d suratlarynda Cr (BE üçin 573.80 eV) we Cr2O3 (BE üçin 575.90 eV) üçin iki esasy depesini öz içine alýar. Abiotik nusgalar bilen P. aeruginosa nusgalarynyň arasyndaky iň täsirli tapawut Cr6+-yň bolmagy we bioplenkanyň aşagynda Cr(OH)3-iň (BE 586.8 eV) has ýokary deňeşdirme paýydyr.
2707 HDSS nusgasynyň ýüzüniň iki gurşawda giň XPS spektrleri degişlilikde 7 we 14 gündür.
(a) P. aeruginosa bilen 7 gün, (b) P. aeruginosa bilen 14 gün, (c) abiotik gurşawda 7 gün we (d) abiotik gurşawda 14 gün.
HDSS köp gurşawlarda ýokary derejede korroziýa garşylygyny görkezýär. Kim we beýlekiler2 HDSS UNS S32707-niň PREN-i 45-den ýokary bolan ýokary derejede legirlenen DSS hökmünde kesgitlenendigini habar berdiler. Bu işde 2707 HDSS nusgasynyň PREN bahasy 49 boldy. Bu, kislotaly gurşawlarda we ýokary hloridli gurşawlarda peýdaly bolan hromyň ýokary mukdary we molibden we nikeliň ýokary mukdary bilen baglanyşyklydyr. Mundan başga-da, deňagramly düzüm we kemçiliksiz mikrostruktura gurluş durnuklylygy we korroziýa garşylygy üçin peýdalydyr. Şeýle-de bolsa, ajaýyp himiki garşylygyna garamazdan, bu işdäki tejribe maglumatlary 2707 HDSS-iň P. aeruginosa biofilm MIC-lerine doly garşy däldigini görkezýär.
Elektrokimiki netijeler P. aeruginosa şorbasyndaky 2707 HDSS-iň korroziýa tizliginiň 14 günden soň biologik däl gurşawa garanyňda ep-esli ýokarlanandygyny görkezdi. 2a-njy suratda, ilkinji 24 sagadyň dowamynda abiotik gurşawda we P. aeruginosa şorbasynda Eocp-niň azalandygy syn edildi. Şondan soň, bioplenka nusganyň ýüzüni doly örtýär we Eocp deňeşdirme boýunça durnukly bolýar36. Şeýle-de bolsa, biologik Eocp derejesi biologik däl Eocp derejesinden has ýokarydy. Bu tapawudyň P. aeruginosa bioplenkalarynyň emele gelmegi bilen baglanyşyklydygyna ynanmaga esas bar. 2d-nji suratda P. aeruginosa-nyň gatnaşmagynda icorr 2707 HDSS gymmaty 0,627 μA sm-2 ýetdi, bu bolsa abiotik gözegçilikdäkiden (0,063 μA sm-2) has ýokarydyr, bu bolsa EIS arkaly ölçenen Rct gymmatyna gabat gelýär. Ilkinji birnäçe günüň dowamynda P. aeruginosa bulonyndaky impedans gymmatlyklary P. aeruginosa öýjükleriniň birikmegi we bioplenkalaryň emele gelmegi sebäpli ýokarlandy. Şeýle-de bolsa, bioplenka nusganyň ýüzüni doly örtende, impedans peselýär. Gorag gatlagy, esasan, bioplenkalaryň we bioplenka metabolitleriniň emele gelmegi sebäpli hüjüme sezewar bolýar. Netijede, wagtyň geçmegi bilen korroziýa garşylygy peseldi we P. aeruginosa-nyň birikmegi ýerli korroziýa sebäp boldy. Abiotik gurşawlardaky tendensiýalar tapawutlydy. Biologik däl gözegçilikleriň korroziýa garşylygy P. aeruginosa bulonyna sezewar edilen nusgalaryň degişli gymmatyndan has ýokarydy. Mundan başga-da, abiotik nusgalar üçin Rct 2707 HDSS gymmaty 14-nji günde 489 kΩ sm2-e ýetdi, bu bolsa P. aeruginosa-nyň barlygynda Rct gymmatyndan (32 kΩ sm2) 15 esse ýokarydyr. Şeýlelik bilen, 2707 HDSS steril gurşawda ajaýyp korroziýa garşylygyna eýedir, ýöne P. aeruginosa biofilmlerinden çykýan MIC-lere çydamly däl.
Bu netijeleri 2b-nji suratdaky polýarizasiýa egrilerinden hem görmek bolýar. Anod şahalanmasy Pseudomonas aeruginosa bioplenkasynyň emele gelmegi we metalyň oksidlenme reaksiýalary bilen baglanyşyklydyr. Bu ýagdaýda katod reaksiýasy kislorodyň reduksiýasydyr. P. aeruginosa-nyň bolmagy korroziýa tokunyň dykyzlygyny ep-esli artdyrdy, abiotik gözegçilikdäkiden takmynan bir dereje ýokary. Bu P. aeruginosa bioplenkasynyň 2707 HDSS-iň ýerli korroziýasyny güýçlendirýändigini görkezýär. Ýuan we beýlekiler29 Cu-Ni 70/30 garyndysynyň korroziýa tokunyň dykyzlygynyň P. aeruginosa bioplenkasynyň täsiri astynda ýokarlanandygyny anykladylar. Bu Pseudomonas aeruginosa bioplenkalary tarapyndan kislorodyň reduksiýasynyň biokatalizine bagly bolup biler. Bu gözegçilik bu işde MIC 2707 HDSS-ni hem düşündirip biler. Aerob bioplenkalaryň aşagynda kislorod az bolup biler. Şonuň üçin metalyň ýüzüni kislorod bilen gaýtadan passiwleşdirmegiň ret edilmegi bu işde MIC-e goşant goşýan faktor bolup biler.
Dikinson we beýlekiler 38 himiki we elektrohimiki reaksiýalaryň tizligine nusganyň ýüzündäki oturymly bakteriýalaryň metabolik işjeňliginiň we korroziýa önümleriniň tebigatynyň gönüden-göni täsir edip biljekdigini aýtdylar. 5-nji suratda we 5-nji tablisada görkezilişi ýaly, 14 günden soň öýjükleriň sany we bioplenkanyň galyňlygy azaldy. Muny 14 günden soň 2707 HDSS-iň ýüzündäki oturymly öýjükleriň köpüsiniň 2216E gurşawynda iýmit maddalarynyň azalmagy ýa-da 2707 HDSS matrisasyndan zäherli metal ionlarynyň çykmagy sebäpli ölendigi bilen düşündirip bolýar. Bu tapgyrlaýyn tejribeleriň çäklendirilmegidir.
Bu işde, P. aeruginosa bioplenkasy 2707 HDSS-iň ýüzündäki bioplenkanyň aşagynda Cr we Fe-niň ýerli derejede azalmagyna goşant goşdy (6-njy surat). 6-njy tablisada C nusgasyna garanyňda D nusgasynda Fe we Cr-iň azalmagy görkezilýär, bu bolsa P. aeruginosa bioplenkasynyň sebäp bolan ereýän Fe we Cr-iň ilkinji 7 günde saklanandygyny görkezýär. 2216E gurşawy deňiz gurşawyny modelirlemek üçin ulanylýar. Ol tebigy deňiz suwundaky mukdaryna deňeşdirip boljak 17700 ppm Cl- saklaýar. 17700 ppm Cl--iň bolmagy XPS arkaly seljerilen 7 we 14 günlük abiotik nusgalarda Cr-iň azalmagynyň esasy sebäbi boldy. P. aeruginosa nusgalary bilen deňeşdirilende, abiotik nusgalarda Cr-iň eremegi 2707 HDSS-iň abiotik şertlerde hlora güýçli garşylygy sebäpli has az boldy. 9-njy suratda passiwleşdiriji plyonkada Cr6+-iň bardygy görkezilýär. Çen we Kleýtonyň teklip edişine görä, ol P. aeruginosa biofilmleri tarapyndan polat ýüzlerinden hromyň aýrylmagyna gatnaşyp biler.
Bakteriýalaryň ösmegi sebäpli, ösdürip ýetişdirmekden öň we soň gurşawyň pH gymmatlyklary degişlilikde 7,4 we 8,2 boldy. Şeýlelik bilen, P. aeruginosa biofilminiň aşagynda, köpçülikleýin gurşawda pH-yň deňeşdirme boýunça ýokary bolmagy sebäpli organiki kislotalaryň korroziýasynyň bu işe goşant goşmagy mümkin däl. Biologik däl gözegçilik gurşawyň pH derejesi 14 günlük synag döwründe düýpli üýtgemedi (ilkinji 7,4-den soňky 7,5-e çenli). Inkubasiýadan soň tohum gurşawynda pH-yň ýokarlanmagy P. aeruginosa-nyň metabolik işjeňligi bilen baglanyşyklydy we synag zolaklary bolmadyk ýagdaýynda pH-a şol bir täsir edýändigi anyklandy.
7-nji suratda görkezilişi ýaly, P. aeruginosa biofilminiň döreden iň ýokary çukur çuňlugy 0,69 µm boldy, bu bolsa abiotik gurşawyňkydan (0,02 µm) has uly. Bu ýokarda beýan edilen elektrohimiki maglumatlara laýyk gelýär. 0,69 µm çukur çuňlugy şol bir şertlerde 2205 DSS üçin habar berlen 9,5 µm gymmatyndan on esse azdyr. Bu maglumatlar 2707 HDSS-iň 2205 DSS-e garanyňda MIC-lere has gowy garşylyk görkezýändigini görkezýär. Bu geň galdyrmaly däl, sebäbi 2707 HDSS has uzak passiwasiýany üpjün edýän, P. aeruginosa-ny depassiwleşdirmek has kyn we zyýanly ikinji çökündisiz deňagramly faza gurluşy sebäpli çukurlaryň döremegine sebäp bolýar.
Netijede, abiotik gurşawdaky kiçi çukurlara garanyňda, P. aeruginosa şorbasyndaky 2707 HDSS-iň ýüzünde MIC çukurlary tapyldy. Bu iş 2707 HDSS-iň 2205 DSS-e garanyňda MIC-e garşy has gowy garşylyk görkezýändigini, ýöne P. aeruginosa biofilmi sebäpli MIC-e doly garşy durmaýandygyny görkezýär. Bu netijeler deňiz gurşawy üçin laýyk polatlary we ömür dowamlylygyny saýlamaga kömek edýär.
Hytaýyň Şenýan şäherindäki Demirgazyk-Gündogar Uniwersitetiniň (NEU) Metallurgiýa Mekdebi tarapyndan berlen 2707 HDSS üçin kupon. 2707 HDSS-iň element düzümi NEU Materiallary seljermek we synag etmek bölümi tarapyndan seljerilen 1-nji tablisada görkezilen. Ähli nusgalar 1180°C temperaturada 1 sagatlap gaty ergin üçin işlenildi. Korroziýa synagyndan öň, ýokarky açyk ýüzüniň meýdany 1 sm2 bolan teňňe şekilli 2707 HDSS kremniý karbid zympara kagyzy bilen 2000 grit çenli jylaňlandyryldy we soňra 0,05 µm Al2O3 poroşok suspenziýasy bilen jylaňlandyryldy. Gapdallary we aşagy inert boýag bilen goraldy. Guradylandan soň, nusgalar steril deionlaşdyrylan suw bilen ýuwuldy we 75% (g/g) etanol bilen 0,5 sagatlap sterilizasiýa edildi. Soňra olar ulanmazdan öň 0,5 sagatlap ultramelewşe (UB) şöhlesinde howada guradyldy.
Deňiz Pseudomonas aeruginosa ştammy MCCC 1A00099 Hytaýyň Sýamen deňiz medeniýetini ýygnamak merkezinden (MCCC) satyn alyndy. Pseudomonas aeruginosa 37° C-de aerob şertlerinde, 250 ml kolbalarda we 500 ml aýna elektrohimiki öýjüklerde Marine 2216E suwuk gurşawynda (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Hytaý) ösdürilip ýetişdirildi. Ortaça maddalaryň düzüminde (g/l): 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 pepton, 1.0 drožži ekstrakty we 0.1 demir sitrat bar. Sanjymdan 20 minut öň 121°C-de awtoklawda saklaň. 400x ulaldyşda ýagtylyk mikroskopynyň aşagynda gemositometr bilen oturan we plankton öýjüklerini sanaň. Planktonik Pseudomonas aeruginosa-nyň sanjymdan derrew soň başlangyç konsentrasiýasy takmynan 106 öýjük/ml boldy.
Elektrokimiki synaglar ortaça göwrümi 500 ml bolan klassiki üç elektrodly aýna kamerada geçirildi. Platina list we doýgun kalomel elektrody (SAE) reaktora duz köprüleri bilen doldurylan Luggin kapillýarlary arkaly birikdirildi, olar degişlilikde garşy we gözegçilik elektrodlary hökmünde hyzmat etdi. Iş elektrodlaryny öndürmek üçin her nusga rezinleşdirilen mis sim berkidildi we epoksi smolasy bilen örtüldi, bir tarapynda iş elektrody üçin takmynan 1 sm2 goragsyz meýdan galdyryldy. Elektrokimiki ölçegler wagtynda nusgalar 2216E gurşawyna ýerleşdirildi we suw wannasynda yzygiderli inkubasiýa temperaturasynda (37°C) saklandy. OCP, LPR, EIS we potensial dinamiki polýarizasiýa maglumatlary Autolab potensiostaty (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., ABŞ) ulanyp ölçeldi. LPR synaglary -5-den 5 mV-a çenli aralykda Eocp bilen we 1 Hz nusga alyş tizligi bilen 0,125 mV s-1 skanirleme tizliginde ýazga alyndy. EIS, durnukly ýagdaýdaky Eocp-de 5 mV ulanylýan naprýaženiýe ulanylyp, 0,01-den 10,000 Gz-e çenli ýygylyk aralygynda sinus tolkun bilen ýerine ýetirildi. Potensial süpürmeden öň, elektrodlar erkin korroziýa potensialynyň durnukly gymmatyna ýetýänçä boş režimde boldular. Soňra polýarizasiýa egrileri 0,166 mV/s skanirleme tizliginde Eocp-iň funksiýasy hökmünde -0,2-den 1,5 V-a çenli ölçeldi. Her synag P. aeruginosa bilen we P. aeruginosa-syz 3 gezek gaýtalandy.
Metallografik analiz üçin nusgalar çygly 2000 grit SiC kagyzy bilen mehaniki usulda jylaňlandy we soňra optiki gözegçilik üçin 0,05 µm Al2O3 poroşok suspenziýasy bilen has-da jylaňlandy. Metallografik analiz optiki mikroskop arkaly geçirildi. Nusgalar 10 agramlyk % kaliý gidroksid 43 ergini bilen oýulyp alyndy.
Inkubasiýadan soň, nusgalar 3 gezek fosfat buferli duzly ergin (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) bilen ýuwuldy we soňra bioplenkalary berkitmek üçin 10 sagatlap 2.5% (g/g) glutaraldegid bilen berkidildi. Soňra howada guradylmazdan öň, ol bölekleýin etanol (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% we 100% göwrüm) bilen guradyldy. Ahyrsoňy, SEM gözegçilik üçin geçirijiligi üpjün etmek maksady bilen nusganyň ýüzüne altyn plýonka goýuldy. SEM suratlary her nusganyň ýüzünde iň oturymly P. aeruginosa öýjükleri bolan nokatlara gönükdirildi. Himiki elementleri tapmak üçin EDS analizini geçiriň. Çukuryň çuňlugyny ölçemek üçin Zeiss konfokal lazer skanerleme mikroskopy (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germaniýa) ulanyldy. Bioplenkanyň aşagyndaky korroziýa çukurlaryny synlamak üçin, synag nusgasy ilki bilen Hytaýyň Milli Standarty (CNS) GB/T4334.4-2000 boýunça arassalanyp, synag nusgasynyň ýüzünden korroziýa önümlerini we bioplenkany aýyryldy.
Rentgen fotoelektron spektroskopiýasy (XPS, ESCALAB250 ýüzleý analiz ulgamy, Thermo VG, ABŞ) analizi monohromatik rentgen çeşmesini (energiýa 1500 eV we kuwwatlylyk 150 Wt bolan alýumin Kα liniýasy) ulanyp, –1350 eV standart şertlerinde giň baglanyşyk energiýalary 0 diapazonynda geçirildi. Ýokary çözgütli spektrler 50 eV geçirijilik energiýasy we 0,2 eV ädim ulanylyp ýazylyp alyndy.
Inkubasiýa edilen nusgalar aýryldy we 15 s45 dowamynda PBS (pH 7.4 ± 0.2) bilen ýuwaşlyk bilen ýuwuldy. Nusgalardaky bioplenkalaryň bakteriýalaryň ýaşaýşyny synlamak üçin bioplenkalar LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Ýugene, OR, ABŞ) arkaly boýaldy. Toplumda iki fluorescent boýag bar: SYTO-9 ýaşyl fluorescent boýagy we propidium ýodid (PI) gyzyl fluorescent boýagy. CLSM-de fluorescent ýaşyl we gyzyl nokatlar degişlilikde diri we öli öýjükleri aňladýar. Boýamak üçin, 3 µl SYTO-9 we 3 µl PI erginini öz içine alýan 1 ml garyndy otagyň temperaturasynda (23°C) garaňky ýerde 20 minutlap inkubasiýa edildi. Şondan soň, boýalan nusgalar Nikon CLSM enjamy (C2 Plus, Nikon, Ýaponiýa) ulanylyp, iki tolkun uzynlygynda (diri öýjükler üçin 488 nm we öli öýjükler üçin 559 nm) barlandy. Bioplenkanyň galyňlygy 3D skanirleme režiminde ölçendi.
Bu makalany nähili sitirlemeli: Li, H. we beýlekiler. Pseudomonas aeruginosa deňiz biofilmi tarapyndan 2707 super dupleks polatdan ýasalan mikrobial korroziýa. ylym. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. we Zucchi, F. Tiosulfatyň gatnaşmagynda hlorid erginlerinde LDX 2101 dupleks polatdan ýasalan polatyň stres korroziýa krekingi. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. we Zucchi, F. Tiosulfatyň gatnaşmagynda hlorid erginlerinde LDX 2101 dupleks polatdan ýasalan polatyň stres korroziýa krekingi. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. we Zucchi, F. Tiosulfatyň gatnaşmagynda hlorid erginlerinde iki gatlakly polat LDX 2101-iň stres korroziýa ýarylmagy. 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开裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 ain poslamaýan polat 在福代 sulfat 分下下南性性生于中图像剧情开裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. we Zucchi, F. Tiosulfatyň gatnaşmagynda hlorid ergininde iki gatlakly polat LDX 2101-iň stres korroziýa ýarylmagy.koros ylmy 80, 205-212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS we Park, YS Hiperdupleks poslamaýan polat kebşirlemeleriniň çukurjykly korroziýa garşylygyna erginiň ýylylyk bilen işlenilmeginiň we gorag gazyndaky azotyň täsiri. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS we Park, YS Hiperdupleks poslamaýan polat kebşirlemeleriniň çukurjykly korroziýa garşylygyna erginiň ýylylyk bilen işlenilmeginiň we gorag gazyndaky azotyň täsiri.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS we Park, YS Giperdupleks poslamaýan polat kebşirlemeleriniň çukurlaşmaga garşylygyna erginiň ýylylyk bilen işlenilmeginiň we gorag gazyndaky azotyň täsiri. Kim, ST, Jang, SH, Li, 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。 Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS we Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS we Park, YS Super dupleks poslamaýan polat kebşirlemeleriniň çukurlaşmaga garşylygyna erginiň ýylylyk bilen işlenilmeginiň we gorag gazyndaky azotyň täsiri.koros. ylym. 53, 1939–1947 (2011).
Şi, X., Avçi, R., Geýzer, M. we Lewandowski, Z. 316L poslamaýan polatdan mikrobial we elektrohimiki taýdan induksiýa edilen çukurlaşma himiýasynda deňeşdirme barlagy. Şi, X., Avçi, R., Geýzer, M. we Lewandowski, Z. 316L poslamaýan polatdan mikrobial we elektrohimiki taýdan induksiýa edilen çukurlaşma himiýasynda deňeşdirme barlagy.Şi, X., Awçi, R., Geýser, M. we Lewandowski, Z. 316L poslamaýan polatdan mikrobiologiki we elektrohimiki çukurlaryň emele gelmeginiň deňeşdirme himiki barlagy. 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。 Şi, X., Awçi, R., Geýzer, M. we Lewandowski, Z.Şi, X., Awçi, R., Geýser, M. we Lewandowski, Z. 316L poslamaýan polatda mikrobiologiki we elektrohimiki taýdan induksiýa edilen çukurlaşmanyň deňeşdirme himiki barlagy.koros. ylym. 45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG we Xiao, K. Hloridiň gatnaşmagynda dürli pH bolan alkali erginlerde 2205 dupleks polatdan ýasalan polatyň elektrohimiki häsiýeti. Luo, H., Dong, CF, Li, XG we Xiao, K. Hloridiň gatnaşmagynda dürli pH bolan alkali erginlerde 2205 dupleks polatdan ýasalan polatyň elektrohimiki häsiýeti.Luo H., Dong KF, Lee HG we Xiao K. Hloridiň gatnaşmagynda dürli pH bolan alkali erginlerde ikitaraplaýyn polat 2205-iň elektrohimiki häsiýeti. 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 we Xiao, K. 2205 Alkali erginde dürli pH-da hloridiň gatnaşmagynda poslamaýan polatdan elektrohimiki häsiýet.Luo H., Dong KF, Lee HG we Xiao K. Hloridiň gatnaşmagynda dürli pH bolan alkali erginlerde ikitaraplaýyn polat 2205-iň elektrohimiki häsiýeti.Elektrokimiýa. Žurnal. 64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Deňiz biofilmleriniň korroziýa täsiri: Gysgaça syn. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Deňiz biofilmleriniň korroziýa täsiri: Gysgaça syn.Little, BJ, Lee, JS we Rey, RI Deňiz biofilmleriniň korroziýa täsiri: Gysgaça syn. Kiçijik, BJ, Li, JS & Reý, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述。 Little, BJ, Lee, JS we Rey, RILittle, BJ, Lee, JS we Rey, RI Deňiz biofilmleriniň korroziýa täsiri: Gysgaça syn.Elektrokimiýa. Žurnal. 54, 2-7 (2008).