Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon ng browser na iyong ginagamit ay may limitadong suporta para sa CSS. Para sa pinakamahusay na karanasan, inirerekomenda namin na gumamit ka ng na-update na browser (o i-off ang compatibility mode sa Internet Explorer). Pansamantala, upang matiyak ang patuloy na suporta, ipapakita namin ang site nang walang mga istilo at JavaScript.
Ang microbial corrosion (MIC) ay isang seryosong problema sa maraming industriya dahil maaari itong magdulot ng malaking pagkalugi sa ekonomiya.2707 super duplex na hindi kinakalawang na asero (2707 HDSS) ay ginamit sa marine environment dahil sa mahusay nitong paglaban sa kemikal. Gayunpaman, ang paglaban nito sa MIC ay hindi naipakita sa eksperimentong paraan. investigated.Electrochemical analysis ay nagpakita na sa pagkakaroon ng Pseudomonas aeruginosa biofilm sa 2216E medium, nagkaroon ng positibong pagbabago sa corrosion potential at pagtaas ng corrosion current density.X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis ay nagpakita ng pagbaba ng Cr content sa ibabaw ng specimen sa ilalim ng biofilm. lalim ng 0.69 μm sa loob ng 14 na araw ng pagpapapisa ng itlog. Bagama't ito ay maliit, ito ay nagpapahiwatig na ang 2707 HDSS ay hindi ganap na immune sa MIC ng P. aeruginosa biofilms.
Ang duplex stainless steels (DSS) ay malawakang ginagamit sa iba't ibang industriya para sa kanilang perpektong kumbinasyon ng mahusay na mekanikal na mga katangian at corrosion resistance1,2.Gayunpaman, ang localized pitting ay nangyayari pa rin at ito ay nakakaapekto sa integridad ng bakal na ito3,4.DSS ay hindi lumalaban sa microbial corrosion (MIC)5,6.Sa kabila ng malawak na hanay ng mga aplikasyon ng DSS kung saan ang DSS-term ay hindi pa rin sapat na resistensya. nangangahulugan ng mas mahal na materyales na may mas mataas na resistensya sa kaagnasan. Nalaman ni Jeon et al7 na kahit na ang mga super duplex stainless steel (SDSS) ay may ilang mga limitasyon sa mga tuntunin ng resistensya sa kaagnasan. Samakatuwid, ang mga super duplex na hindi kinakalawang na asero (HDSS) na may mas mataas na resistensya sa kaagnasan ay kinakailangan sa ilang mga aplikasyon. Ito ay humantong sa pagbuo ng mataas na alloyed HDSS.
Ang resistensya ng kaagnasan ng DSS ay nakasalalay sa ratio ng alpha at gamma phase at ang Cr, Mo at W na naubos na mga rehiyon 8, 9, 10 na katabi ng ikalawang yugto. Ang HDSS ay naglalaman ng mataas na nilalaman ng Cr, Mo at N11, kaya ito ay may mahusay na paglaban sa kaagnasan at mataas na halaga (45-50) Pitting Resistance Equivalent Number (PREN), na tinutukoy ng Cr, Mo at N11, na tinutukoy ng Cr. + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12. Ang mahusay na resistensya ng kaagnasan nito ay umaasa sa isang balanseng komposisyon na naglalaman ng humigit-kumulang 50% ferrite (α) at ​​50% austenite (γ) na mga phase, ang HDSS ay may mas mahusay na mekanikal na mga katangian at mas mataas na resistensya kaysa sa maginoo na DSS13. Mga katangian ng kaagnasan ng klorido. Ang pinahusay na paglaban sa kaagnasan ay nagpapalawak sa paggamit ng HDSS sa mas nakakaagnas na mga kapaligirang klorido, gaya ng mga kapaligirang dagat.
Ang mga MIC ay isang pangunahing problema sa maraming mga industriya tulad ng langis at gas at mga kagamitan sa tubig. corrode metals para makakuha ng sustaining energy para mabuhay17. Ipinakita ng mga kamakailang pag-aaral sa MIC na ang EET (extracellular electron transfer) ay ang rate-limiting factor sa MIC na dulot ng mga electrogenic microorganism.Zhang et al. 18 ay nagpakita na ang mga electron mediator ay nagpapabilis ng paglipat ng elektron sa pagitan ng Desulfovibrio sessificans cells at 304 stainless steel, na humahantong sa mas matinding pag-atake ng MIC. Enning et al. 19 at Venzlaff et al. 20 ay nagpakita na ang corrosive sulfate-reducing bacteria (SRB) biofilms ay maaaring direktang sumipsip ng mga electron mula sa metal substrates, na nagreresulta sa matinding pitting corrosion.
Ang DSS ay kilala na madaling kapitan ng MIC sa mga kapaligirang naglalaman ng SRB, iron-reducing bacteria (IRB), atbp. 21 . Ang mga bacteria na ito ay nagdudulot ng localized pitting sa mga ibabaw ng DSS sa ilalim ng biofilms22,23. Hindi tulad ng DSS, ang MIC ng HDSS24 ay hindi gaanong kilala.
Ang Pseudomonas aeruginosa ay isang gram-negative na motile rod-shaped bacterium na malawak na ipinamamahagi sa kalikasan25. Ang Pseudomonas aeruginosa ay isa ring pangunahing microbial group sa marine environment, na nagiging sanhi ng MIC sa bakal. Ang Pseudomonas ay malapit na kasangkot sa mga proseso ng kaagnasan at kinikilala bilang isang pioneer colonizer sa panahon ng pagbuo ng biofilm. 28 at Yuan et al. 29 ay nagpakita na ang Pseudomonas aeruginosa ay may tendensiya na tumaas ang rate ng kaagnasan ng banayad na bakal at mga haluang metal sa may tubig na mga kapaligiran.
Ang pangunahing layunin ng gawaing ito ay upang siyasatin ang mga katangian ng MIC ng 2707 HDSS na dulot ng marine aerobic bacterium na Pseudomonas aeruginosa gamit ang mga electrochemical method, surface analytical techniques at corrosion product analysis.Electrochemical studies kabilang ang Open Circuit Potential (OCP), Linear Polarization Resistance (LPR), Electrochemical Dynamic Impedization, at Electrochemical Impedization. pag-aralan ang pag-uugali ng MIC ng 2707 HDSS.Isinagawa ang pagtatasa ng enerhiya dispersive spectrometer (EDS) upang mahanap ang mga elemento ng kemikal sa ibabaw ng corroded. Bilang karagdagan, ginamit ang pagsusuri ng X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) upang matukoy ang katatagan ng passivation ng oxide film sa ilalim ng impluwensya ng isang kapaligirang dagat na naglalaman ng Pseudomonas aeruginosa na may Pseudomonas aeruginosa.
Ang talahanayan 1 ay naglilista ng kemikal na komposisyon ng 2707 HDSS. Ipinapakita ng talahanayan 2 na ang 2707 HDSS ay may mahusay na mekanikal na mga katangian na may lakas ng ani na 650 MPa. Ipinapakita ng Figure 1 ang optical microstructure ng solusyon na ginagamot sa init na 2707 HDSS. Ang mga pinahabang banda ng austenite at ferrite na mga phase na walang pangalawang micro phase na naglalaman ng austen5% ay makikita sa mga bahagi ng austen0% na may mga pangalawang micro. mga ferrite phase.
Ipinapakita ng Figure 2a ang open circuit potential (Eocp) versus exposure time data para sa 2707 HDSS sa abiotic 2216E medium at P. aeruginosa broth sa loob ng 14 na araw sa 37 °C. Ipinapakita nito na ang pinakamalaki at makabuluhang pagbabago sa Eocp ay nangyayari sa loob ng unang 24 na oras. Ang mga halaga ng Eocp ​​sa parehong mga kaso ay bumagsak sa -145 hCE at pagkatapos ay bumaba sa -145 hCE. nang husto, na umaabot sa -477 mV (vs. SCE) at -236 mV (vs. SCE) para sa abiotic sample at P, ayon sa pagkakabanggit ). Pseudomonas aeruginosa coupon, ayon sa pagkakabanggit.Pagkalipas ng 24 na oras, ang Eocp value na 2707 HDSS para sa P. aeruginosa ay relatibong stable sa -228 mV (vs. SCE), habang ang katumbas na halaga para sa non-biological sample ay humigit-kumulang -442 mV (vs. SCE).
Electrochemical testing ng 2707 HDSS specimens sa abiotic medium at Pseudomonas aeruginosa broth sa 37 °C:
(a) Eocp bilang function ng exposure time, (b) polarization curves sa araw na 14, (c) Rp bilang function ng exposure time at (d) icorr bilang function ng exposure time.
Ang talahanayan 3 ay naglilista ng mga electrochemical corrosion parameter values ​​ng 2707 HDSS samples na nakalantad sa abiotic medium at Pseudomonas aeruginosa inoculated medium sa loob ng 14 na araw. Ang mga tangent ng anodic at cathodic curves ay na-extrapolated upang makarating sa mga intersection na nagbubunga ng corrosion current density (icorr), corrosion βc potential (Ecorr β) at potensyal ng corrosion (Ecorr β) at corrosion (Ecorr β) at potensyal ng kaagnasan sa mga karaniwang pamamaraan30,31.
Gaya ng ipinapakita sa Figure 2b, ang pataas na paglilipat ng P. aeruginosa curve ay nagresulta sa pagtaas ng Ecorr kumpara sa abiotic curve. Ang halaga ng icorr, na proporsyonal sa rate ng kaagnasan, ay tumaas sa 0.328 μA cm-2 sa sample na Pseudomonas aeruginosa, apat na beses kaysa sa non-biological sample (0μ2 μ2).
Ang LPR ay isang klasikong non-destructive electrochemical method para sa mabilis na pagtatasa ng corrosion. Ginamit din ito upang pag-aralan ang MIC32. Ipinapakita ng Figure 2c ang polarization resistance (Rp) bilang function ng exposure time. Ang mas mataas na halaga ng Rp ay nangangahulugan ng mas kaunting corrosion. Sa loob ng unang 24 na oras, ang Rp ng 2707 HDSS ay umabot sa maximum na halaga na 19255 cm2 kΩs at 19255 kΩs sample. Mga sample ng Pseudomonas aeruginosa. Ipinapakita rin ng Figure 2c na mabilis na bumaba ang halaga ng Rp pagkatapos ng isang araw at pagkatapos ay nanatiling medyo hindi nagbabago para sa susunod na 13 araw. Ang halaga ng Rp ng sample na Pseudomonas aeruginosa ay humigit-kumulang 40 kΩ cm2, na mas mababa kaysa sa 450 kΩ cm2 na halaga ng non-biological sample.
Ang halaga ng icorr ay proporsyonal sa pare-parehong rate ng kaagnasan. Maaaring kalkulahin ang halaga nito mula sa sumusunod na equation ng Stern-Geary,
Kasunod ni Zou et al. 33, ang isang tipikal na halaga ng Tafel slope B sa gawaing ito ay ipinapalagay na 26 mV/dec. Ipinapakita ng Figure 2d na ang icorr ng non-biological 2707 sample ay nanatiling medyo stable, habang ang P. aeruginosa sample ay nagbago nang malaki pagkatapos ng unang 24 na oras. non-biological na kontrol. Ang trend na ito ay pare-pareho sa mga resulta ng paglaban sa polarization.
Ang EIS ay isa pang hindi mapanirang pamamaraan na ginagamit upang makilala ang mga electrochemical reaction sa corroded interface. mga parameter. Ang mga parameter na ito ay higit pang sinuri sa pamamagitan ng pag-aayos ng data gamit ang isang equivalent circuit (EEC) na modelo.
Ang Figure 3 ay nagpapakita ng mga tipikal na Nyquist plots (a at b) at Bode plots (a' and b') ng 2707 HDSS samples sa abiotic medium at P. aeruginosa broth para sa iba't ibang incubation times. Bumababa ang diameter ng Nyquist ring sa pagkakaroon ng Pseudomonas aeruginosa.The Bodeformunce plot (Fig. 3bIngnitation) ay nagpapakita ng pagtaas ng magnitation ng kabuuang'). sa pare-parehong oras ng pagpapahinga ay maaaring ibigay ng phase maxima. Ipinapakita ng Figure 4 ang monolayer (a) at bilayer (b) na nakabatay sa mga pisikal na istruktura at ang kanilang mga kaukulang EEC. Ang CPE ay ipinakilala sa modelo ng EEC. Ang pagpasok at impedance nito ay ipinahayag tulad ng sumusunod:
Dalawang pisikal na modelo at katumbas na katumbas na mga circuit para sa pag-angkop sa impedance spectrum ng 2707 HDSS specimen:
kung saan ang Y0 ay ang magnitude ng CPE, ang j ay ang haka-haka na numero o (-1)1/2, ang ω ay ang angular frequency, at ang n ay ang CPE power index na mas mababa sa pagkakaisa35. Ang kabaligtaran ng paglaban sa paglipat ng singil (ibig sabihin, 1/Rct) ay tumutugma sa rate ng kaagnasan. Ang mas maliit na Rct ay nangangahulugan ng mas mabilis na rate ng kaagnasan 14 na araw ng pagpasok ng Rct27. Ang mga sample ng Pseudomonas aeruginosa ay umabot sa 32 kΩ cm2, mas maliit kaysa sa 489 kΩ cm2 ng mga non-biological sample (Talahanayan 4).
Ang mga imahe ng CLSM at mga imahe ng SEM sa Figure 5 ay malinaw na nagpapakita na ang saklaw ng biofilm sa ibabaw ng 2707 HDSS specimen pagkatapos ng 7 araw ay siksik. Gayunpaman, pagkatapos ng 14 na araw, ang saklaw ng biofilm ay kalat-kalat at lumitaw ang ilang mga patay na selula. Ipinapakita ng Talahanayan 5 ang kapal ng biofilm sa 2707 HDSS specimens pagkatapos ng maximum na kapal ng biofilm na nagbago mula sa 4 na araw ng biofilm sa P.7 atruginosa. 23.4 μm pagkatapos ng 7 araw hanggang 18.9 μm pagkatapos ng 14 na araw. Kinumpirma din ng average na kapal ng biofilm ang kalakaran na ito. Bumaba ito mula 22.2 ± 0.7 μm pagkatapos ng 7 araw hanggang 17.8 ± 1.0 μm pagkatapos ng 14 na araw.
(a) 3-D CLSM na imahe pagkatapos ng 7 araw, (b) 3-D CLSM na imahe pagkatapos ng 14 na araw, (c) SEM na imahe pagkatapos ng 7 araw at (d) SEM na imahe pagkatapos ng 14 na araw.
Ang EDS ay nagsiwalat ng mga elemento ng kemikal sa mga biofilm at mga produkto ng kaagnasan sa mga sample na nakalantad sa P. aeruginosa sa loob ng 14 na araw. Ipinapakita ng Figure 6 na ang nilalaman ng C, N, O, at P sa mga biofilm at mga produkto ng kaagnasan ay mas mataas kaysa doon sa mga hubad na metal, dahil ang mga elementong ito ay nauugnay sa mga biofilm at kanilang mga metabolite. Ang mga mikrobyo ay nangangailangan lamang ng mga antas ng chromium at mga antas ng C. at mga produkto ng kaagnasan sa ibabaw ng mga specimen ay nagpapahiwatig na ang metal matrix ay nawalan ng mga elemento dahil sa kaagnasan.
Pagkatapos ng 14 na araw, ang pitting na may at walang P. aeruginosa ay naobserbahan sa 2216E medium. Bago ang incubation, ang specimen surface ay makinis at walang depekto (Fig. 7a). Pagkatapos ng incubation at pagtanggal ng biofilm at corrosion na mga produkto, ang pinakamalalim na hukay sa ibabaw ng specimens ay napagmasdan sa ilalim ng Figure 7. ang ibabaw ng mga non-biological control sample (maximum pit depth 0.02 μm). Ang maximum pit depth na dulot ng Pseudomonas aeruginosa ay 0.52 μm pagkatapos ng 7 araw at 0.69 μm pagkatapos ng 14 na araw, batay sa average na maximum pit depth ng 3 samples (10 na napiling maximum na pit depth ng 3 samples (10 na napiling maximum na halaga ng pit sa bawat sample) ± 4 na halaga para sa bawat sample. 0.12 μm at 0.52 ± 0.15 μm, ayon sa pagkakabanggit (Talahanayan 5). Ang mga halaga ng lalim ng hukay na ito ay maliit ngunit mahalaga.
(a) Bago ang pagkakalantad, (b) 14 na araw sa abiotic medium at (c) 14 na araw sa Pseudomonas aeruginosa broth.
Ipinapakita ng Figure 8 ang XPS spectra ng iba't ibang sample surface, at ang mga kemikal na komposisyon na nasuri para sa bawat surface ay summarized sa Table 6. Sa Table 6, ang atomic percentages ng Fe at Cr sa presensya ng P. aeruginosa (sample A at B) ay mas mababa kaysa sa non-biological control samples (samples C at Drug-level). nilagyan ng apat na peak component na may binding energy (BE) values ​​​​na 574.4, 576.6, 578.3 at 586.8 eV, na maaaring maiugnay sa Cr, Cr2O3, CrO3 at Cr(OH)3, ayon sa pagkakabanggit (Fig. 9a at b). Para sa mga non-biological peak specimens para sa dalawang specimen ng Cr2, Cr2O3, ayon sa pagkakabanggit. (573.80 eV para sa BE) at Cr2O3 (575.90 eV para sa BE) sa Fig. 9c at d.
Ang malawak na spectra ng XPS ng ibabaw ng 2707 HDSS specimen sa dalawang media ay 7 araw at 14 na araw, ayon sa pagkakabanggit.
(a) 7 araw ng pagkakalantad sa P. aeruginosa, (b) 14 na araw ng pagkakalantad sa P. aeruginosa, (c) 7 araw sa abiotic medium at (d) 14 na araw sa abiotic medium.
Ang HDSS ay nagpapakita ng mataas na antas ng corrosion resistance sa karamihan ng mga kapaligiran.Kim et al. 2 ay nag-ulat na ang UNS S32707 HDSS ay tinukoy bilang isang mataas na haluang metal na DSS na may PREN na higit sa 45. Ang halaga ng PREN ng 2707 HDSS specimen sa gawaing ito ay 49. Ito ay dahil sa mataas na chromium na nilalaman nito at mataas na antas ng molibdenum at Ni, na kapaki-pakinabang sa acidic at mataas na chloride na komposisyon, at kapaki-pakinabang na dagdag na may mataas na chloride na kapaligiran. katatagan ng istruktura at paglaban sa kaagnasan.Gayunpaman, sa kabila ng mahusay na pagtutol nito sa kemikal, iminumungkahi ng eksperimental na data sa gawaing ito na ang 2707 HDSS ay hindi ganap na immune sa MIC ng P. aeruginosa biofilms.
Ang mga resulta ng electrochemical ay nagpakita na ang corrosion rate ng 2707 HDSS sa P. aeruginosa broth ay makabuluhang nadagdagan pagkatapos ng 14 na araw kumpara sa non-biological medium. stable36.Gayunpaman, ang antas ng biological Eocp ay mas mataas kaysa sa non-biological Eocp. May dahilan upang maniwala na ang pagkakaibang ito ay dahil sa P. aeruginosa biofilm formation. (0.063 μA cm-2), na pare-pareho sa halaga ng Rct na sinusukat ng EIS. Sa mga unang araw, tumaas ang mga halaga ng impedance sa sabaw ng P. aeruginosa dahil sa pagkakadikit ng mga selulang P. aeruginosa at pagbuo ng mga biofilm. Gayunpaman, kapag ganap na natatakpan ng biofilm ang ibabaw ng specimen, bumababa ang unang proteksiyon na layer ng biofilm. metabolites.Samakatuwid, ang corrosion resistance ay nabawasan sa paglipas ng panahon, at ang attachment ng P. aeruginosa ay nagdulot ng localized corrosion.Ang mga trend sa abiotic media ay iba.Ang corrosion resistance ng non-biological control ay mas mataas kaysa sa katumbas na halaga ng mga sample na nakalantad sa P. aeruginosa broth.Higit pa rito, para sa abiotic na mga sample ng Ω27 HDSS, ang 2702cm na halaga ng HDSS ay umabot sa 2709 na mga sample. araw 14, na 15 beses ang halaga ng Rct (32 kΩ cm2) sa pagkakaroon ng P. aeruginosa. Samakatuwid, ang 2707 HDSS ay may mahusay na resistensya sa kaagnasan sa isang sterile na kapaligiran, ngunit hindi lumalaban sa pag-atake ng MIC ng P. aeruginosa biofilms.
Ang mga resultang ito ay maaari ding maobserbahan mula sa mga polarization curves sa Fig. 2b. Ang anodic branching ay naiugnay sa Pseudomonas aeruginosa biofilm formation at metal oxidation reactions. Kasabay nito ang cathodic reaction ay ang pagbabawas ng oxygen. pinatataas ang localized corrosion ng 2707 HDSS.Nalaman ni Yuan et al29 na ang corrosion current density ng 70/30 Cu-Ni alloy ay tumaas sa ilalim ng hamon ng P. aeruginosa biofilm. Ito ay maaaring dahil sa biocatalysis ng oxygen reduction ng Pseudomonas aeruginosa biofilms. This observation may also have explain the MIC of this biofilms. sa ilalim ng mga ito.Samakatuwid, ang kabiguan na muling i-passivate ang ibabaw ng metal sa pamamagitan ng oxygen ay maaaring maging isang kadahilanan ng kontribusyon sa MIC sa gawaing ito.
Dickinson et al. Iminungkahi ng 38 na ang mga rate ng kemikal at electrochemical reactions ay maaaring direktang maapektuhan ng metabolic activity ng sessile bacteria sa ibabaw ng specimen at ang likas na katangian ng mga corrosion na produkto. Gaya ng ipinapakita sa Figure 5 at Table 5, ang parehong cell number at biofilm kapal ay nabawasan pagkatapos ng 14 na araw. Ito ay maaaring makatwirang ipaliwanag na pagkatapos ng 14 na araw, karamihan sa mga sessily sa ibabaw ng HDSS ay bumaba sa 70 araw. pagkaubos ng nutrient sa 2216E medium o ang paglabas ng mga nakakalason na metal ions mula sa 2707 HDSS matrix. Ito ay isang limitasyon ng mga batch na eksperimento.
Sa gawaing ito, isinulong ng P. aeruginosa biofilm ang lokal na pagkaubos ng Cr at Fe sa ilalim ng biofilm sa 2707 HDSS surface (Fig. 6). kapaligiran.Naglalaman ito ng 17700 ppm Cl-, na maihahambing sa matatagpuan sa natural na tubig-dagat.Ang pagkakaroon ng 17700 ppm Cl- ay ang pangunahing dahilan ng pagbawas sa Cr sa 7- at 14 na araw na abiotic na sample na sinuri ng XPS. Kung ikukumpara sa P. aeruginosa sample, ang mas kaunting pagkatunaw ng mga sample ng Cl⒈ dahil sa resistensya ng Cr⒒ 2707 HDSS sa mga abiotic na kapaligiran. Ipinapakita ng Figure 9 ang presensya ng Cr6+ sa passivation film. Ito ay maaaring kasangkot sa pag-alis ng Cr mula sa bakal na ibabaw ng P. aeruginosa biofilms, gaya ng iminungkahi nina Chen at Clayton.
Dahil sa paglaki ng bakterya, ang mga halaga ng pH ng medium bago at pagkatapos ng paglilinang ay 7.4 at 8.2, ayon sa pagkakabanggit. Samakatuwid, sa ibaba ng P. aeruginosa biofilm, ang organic acid corrosion ay hindi malamang na maging isang kadahilanan sa gawaing ito dahil sa medyo mataas na pH sa bulk medium. Ang pH ng non-biological control medium ay hindi nagbago nang malaki sa isang panghuling 7.5 mula sa isang pangwakas na 7.5. 14-araw na panahon ng pagsubok.Ang pagtaas ng pH sa inoculation medium pagkatapos ng incubation ay dahil sa metabolic activity ng P. aeruginosa at napag-alamang may parehong epekto sa pH sa kawalan ng test strips.
Tulad ng ipinapakita sa Figure 7, ang maximum na lalim ng hukay na dulot ng P. aeruginosa biofilm ay 0.69 μm, na mas malaki kaysa sa abiotic medium (0.02 μm). Ito ay pare-pareho sa electrochemical data na inilarawan sa itaas. Ang 0.69 μm pit depth ay higit sa sampung beses na mas maliit kaysa sa iniulat na halagang 9.5 μ2 μm sa ilalim ng D9.5 μ2 na halaga. nagpapakita na ang 2707 HDSS ay nagpapakita ng mas mahusay na MIC resistance kumpara sa 2205 DSS. Hindi na ito nakakagulat, dahil ang 2707 HDSS ay may mas mataas na chromium content, na nagbibigay ng mas mahabang pangmatagalang passivation, dahil sa balanseng phase structure na walang nakakapinsalang secondary precipitates, na ginagawang mas mahirap para sa P. aeruginosa na mag-depassivate at magsimulang mag-eclipse.
Sa konklusyon, ang MIC pitting ay natagpuan sa ibabaw ng 2707 HDSS sa P. aeruginosa broth kumpara sa negligible pitting sa abiotic media. Ipinapakita ng gawaing ito na ang 2707 HDSS ay may mas mahusay na resistensya ng MIC kaysa sa 2205 DSS, ngunit hindi ito ganap na immune sa MIC dahil sa P. aeruginosa biofilm. Ang mga natuklasang ito ay nakakatulong sa hindi kinakalawang na kapaligiran ng serbisyo at ang pagpili ng mga pagtatantya ng naaangkop na buhay ng hindi kinakalawang na asero at ang pagpili ng mga pagtatantya na ito sa buhay ng hindi kinakalawang na asero.
Ang kupon para sa 2707 HDSS ay ibinibigay ng School of Metallurgy of Northeastern University (NEU) sa Shenyang, China. Ang elemental na komposisyon ng 2707 HDSS ay ipinapakita sa Talahanayan 1, na sinuri ng NEU Materials Analysis and Testing Department. Ang lahat ng mga sample ay ginagamot sa solusyon sa 1180 °C sa loob ng 1 oras na may hugis na kaagnasan sa HD2. Ang nakalantad na surface area na 1 cm2 ay pinakintab hanggang 2000 grit gamit ang silicon carbide paper at pinakintab pa gamit ang 0.05 μm Al2O3 powder suspension. Ang mga gilid at ibaba ay pinoprotektahan ng inert na pintura. Pagkatapos matuyo, ang mga specimen ay banlawan ng sterile deionized na tubig at isterilisado sa ilalim ng 75% ethanol para sa v/v) ultraviolet. (UV) na ilaw sa loob ng 0.5 oras bago gamitin.
Ang Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 strain ay binili mula sa Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), China. Ang Pseudomonas aeruginosa ay pinalago nang aerobically sa 37°C sa 250 ml flasks at 500 ml electrochemical glass cells gamit ang Marine 2216E na likidong medium ng Pag-asa, Ltd., Qingdao Co. China).Katamtaman (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, 0.02, 0.02, 0.02, 0.02, 0.02, 0.02, 0.02, 0.02, 0.02, 0.02 NaSiO3, 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4 , 5.0 peptone, 1.0 yeast extract at 0.1 ferric citrate. Autoclave sa 121°C sa loob ng 20 minuto bago inoculation. Bilangin ang sessile at planktonic na mga cell sa ilalim ng 40 na inisyal na cell ng 40 na hemocy. Ang konsentrasyon ng planktonic Pseudomonas aeruginosa kaagad pagkatapos ng inoculation ay humigit-kumulang 106 cells/ml.
Ang mga electrochemical test ay isinagawa sa isang klasikong three-electrode glass cell na may medium volume na 500 ml. Ang isang platinum sheet at isang saturated calomel electrode (SCE) ay konektado sa reactor sa pamamagitan ng Luggin capillaries na puno ng mga salt bridge, na nagsisilbing counter at reference electrodes, ayon sa pagkakabanggit. cm2 ng nakalantad na single-sided surface area para sa gumaganang electrode. Sa panahon ng mga pagsukat ng electrochemical, ang mga sample ay inilagay sa 2216E medium at pinananatili sa isang pare-parehong temperatura ng incubation (37 °C) sa isang paliguan ng tubig. Ang OCP, LPR, EIS at potensyal na data ng dynamic polarization ay sinusukat gamit ang isang Autolab potentiostat (Reference 600TM, Gamry, isang record na na-scan ng USA). 0.125 mV s-1 sa hanay na -5 at 5 mV na may Eocp at isang sampling frequency na 1 Hz. Ginawa ang EIS na may sine wave sa frequency range na 0.01 hanggang 10,000 Hz gamit ang 5 mV na inilapat na boltahe sa steady state na Eocp. Bago ang potensyal na halaga ng sweep ay nasa open-circuit na mode, ang mga electrodes ay walang sweep. naabot.Ang mga kurba ng polariseysyon ay pinatakbo mula -0.2 hanggang 1.5 V kumpara sa Eocp sa bilis ng pag-scan na 0.166 mV/s. Ang bawat pagsubok ay inulit nang 3 beses na may at walang P. aeruginosa.
Ang mga specimen para sa metallographic analysis ay mekanikal na pinakintab gamit ang 2000 grit wet SiC na papel at pagkatapos ay pinakintab pa gamit ang 0.05 μm Al2O3 powder suspension para sa optical observation. Ang metalographic analysis ay isinagawa gamit ang optical microscope. Ang mga specimen ay inukit ng 10 wt.% potassium hydroxide solution 43.
Pagkatapos ng pagpapapisa ng itlog, ang mga sample ay hinugasan ng 3 beses gamit ang phosphate-buffered saline (PBS) solution (pH 7.4 ± 0.2) at pagkatapos ay naayos na may 2.5% (v/v) glutaraldehyde sa loob ng 10 oras upang ayusin ang mga biofilms. Kasunod nito ay na-dehydrate na may graded series (50%, 7%, 60,9%). 95% at 100% v/v) ng ethanol bago ang pagpapatuyo ng hangin. Panghuli, ang ibabaw ng sample ay nabubulok ng isang gintong film upang magbigay ng conductivity para sa pagmamasid ng SEM. Ang mga imahe ng SEM ay nakatuon sa mga spot na may pinakamaraming sessile na P. aeruginosa na mga cell sa ibabaw ng bawat specimen. Magsagawa ng pagsusuri sa EDS upang mahanap ang mga elemento ng kemikal na CL7. Zeiss, Germany) ay ginamit upang sukatin ang lalim ng hukay. Upang maobserbahan ang mga corrosion pits sa ilalim ng biofilm, ang test piece ay unang nilinis ayon sa Chinese National Standard (CNS) GB/T4334.4-2000 upang alisin ang mga corrosion na produkto at biofilm sa ibabaw ng test piece.
Ang X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 surface analysis system, Thermo VG, USA) ay isinagawa gamit ang isang monochromatic X-ray source (aluminum Kα line sa 1500 eV energy at 150 W power) sa isang malawak na binding energy range 0 sa ilalim ng standard na kundisyon –1350 eV. Ang high-resolution na eV2 ay naitala gamit ang eV2 na sukat ng enerhiya at eV2.
Ang mga incubated specimens ay inalis at malumanay na binanlawan gamit ang PBS (pH 7.4 ± 0.2) para sa 15 s45. Upang maobserbahan ang bacterial viability ng biofilms sa mga sample, ang biofilms ay nabahiran gamit ang LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR ay may fluorescent na dalawa, USA). SYTO-9 dye at red fluorescent propidium iodide (PI) dye. Sa ilalim ng CLSM, ang mga tuldok na may fluorescent green at red ay kumakatawan sa mga live at dead cell, ayon sa pagkakabanggit. Para sa paglamlam, isang 1 ml mixture na naglalaman ng 3 μl SYTO-9 at 3 μl PI solution ay incubated sa loob ng 20 minuto sa temperatura ng kwarto (23. oC) na naobserbahan sa temperatura ng silid (23. oC). sa dalawang wavelength (488 nm para sa mga live na cell at 559 nm para sa mga patay na cell) gamit ang isang Nikon CLSM machine (C2 Plus, Nikon, Japan). Ang kapal ng biofilm ay sinusukat sa 3-D scanning mode.
Paano banggitin ang artikulong ito: Li, H. et al.Microbial corrosion ng 2707 super duplex stainless steel ng marine Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep. 6, 20190; doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Stress corrosion cracking ng LDX 2101 duplex stainless steel sa chloride solution sa pagkakaroon ng thiosulfate.coros.science.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Epekto ng solution heat treatment at nitrogen sa shielding gas sa pitting corrosion resistance ng super duplex stainless steel welds.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Isang Comparative Chemical Study ng Microbial at Electrochemically Induced Pitting Corrosion sa 316L Stainless Steel.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Electrochemical na pag-uugali ng 2205 duplex na hindi kinakalawang na asero sa mga alkaline na solusyon ng iba't ibang pH sa pagkakaroon ng chloride.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Ang epekto ng marine biofilms sa corrosion: a concise review.Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).