Nature.com сайтына кергәнегез өчен рәхмәт. Сез куллана торган браузер версиясендә CSS өчен чикләнгән ярдәм күрсәтелә. Иң яхшы тәҗрибә өчен, без сезгә яңартылган браузер кулланырга киңәш итәбез (яки Internet Explorer'да туры килүчәнлек режимын сүндерегез). Шуңа кадәр, ярдәмне дәвам итү өчен, без сайтны стильләрсез һәм JavaScriptсыз күрсәтәчәкбез.
Микроб коррозиясе (MIC) күп тармакларда җитди проблема булып тора, чөнки ул зур икътисади югалтуларга китерергә мөмкин. 2707 супердуплекслы дат басмас корыч (2707 HDSS) диңгез мохитендә бик яхшы химик каршылык күрсәтүе аркасында кулланылган. Ләкин аның MICка чыдамлыгы эксперименталь рәвештә күрсәтелмәгән. Бу тикшеренүдә 2707 HDSSның диңгез аэроб бактериясе Pseudomonas aeruginosa китереп чыгарган MIC үз-үзен тотышы тикшерелде. Электрохимик анализ күрсәткәнчә, 2216E мохитендә Pseudomonas aeruginosa биофильмы булганда, коррозия потенциалында уңай үзгәреш һәм коррозия агымы тыгызлыгы арту күзәтелгән. Рентген фотоэлектрон спектроскопиясе (XPS) анализы биофильм астындагы үрнәк өслегендә Cr күләменең кимүен күрсәтте. Чокырларның сурәтләү анализы күрсәткәнчә, P. aeruginosa биофильмы 14 көн инкубация вакытында максималь чокыр тирәнлеген 0,69 мкм тәшкил иткән. Бу кечкенә булса да, бу 2707 HDSSның ...га тулысынча каршы тормавын күрсәтә. P. aeruginosa биофильмнарының MIC.
Дуплекслы дат басмас корычлар (DSS) төрле тармакларда киң кулланыла, чөнки алар механик үзлекләрнең һәм коррозиягә чыдамлыкның идеаль комбинациясе булып тора1,2. Шулай да, локальләштерелгән чокырлар барлыкка килә һәм бу корычның бөтенлегенә тәэсир итә3,4.DSS микроб коррозиясенә (MIC) чыдам түгел5,6.DSS куллануның киң диапазонына карамастан, DSS коррозиягә чыдамлыгы озак вакыт куллану өчен җитәрлек булмаган мохитләр дә бар. Бу югарырак коррозиягә чыдамлы кыйммәтрәк материаллар кирәклеген аңлата. Jeon һ.б.7 хәтта супер дуплекслы дат басмас корычларның (SDSS) дә коррозиягә чыдамлыгы ягыннан кайбер чикләүләргә ия булуын ачыкладылар. Шуңа күрә кайбер кушымталарда югарырак коррозиягә чыдамлы супер дуплекслы дат басмас корычлар (HDSS) кирәк. Бу югары эретелгән HDSS үсешенә китерде.
DSS-ның коррозиягә чыдамлыгы альфа һәм гамма фазаларының нисбәтенә һәм икенче фаза янындагы Cr, Mo һәм W кимегән өлкәләренең 8, 9, 10-га бәйле. HDSS составында Cr, Mo һәм N11 күп, шуңа күрә ул бик яхшы коррозиягә чыдам һәм югары кыйммәткә (45-50) чокырлануга каршы тору эквивалент санына (PREN) ия, ул авырлык% Cr + 3.3 (авырлык% Mo + 0.5 авырлык% W) + 16 авырлык% N12 белән билгеләнә. Аның югары коррозиягә чыдамлыгы якынча 50% феррит (α) һәм 50% аустенит (γ) фазаларын үз эченә алган баланслы составка нигезләнә, HDSS гадәти DSS13-кә караганда яхшырак механик үзлекләргә һәм югарырак каршылыкка ия. Хлорид коррозия үзлекләре. Яхшыртылган коррозиягә чыдамлык HDSS-ны диңгез мохите кебек коррозияле хлорид мохитендә куллануны киңәйтә.
MICлар нефть һәм газ һәм су белән тәэмин итү кебек күп тармакларда зур проблема булып тора14. MIC барлык коррозия зыянының 20% ын тәшкил итә15. MIC - күп мохиттә күзәтелә торган биоэлектрохимик коррозия. Металл өслекләрендә барлыкка килгән биофильмнар электрохимик шартларны үзгәртә, шуның белән коррозия процессына тәэсир итә. MIC коррозиясе биофильмнар аркасында килеп чыга дип киң таралган. Электроген микроорганизмнар исән калу өчен тотрыклы энергия алу өчен металларны коррозияли17. Соңгы MIC тикшеренүләре күрсәткәнчә, EET (күзәнәктән тыш электрон күчерү) электроген микроорганизмнар тарафыннан индукцияләнгән MIC тизлеген чикләүче фактор булып тора. Чжан һ.б. 18 электрон медиаторларының Desulfovibrio sessificans күзәнәкләре һәм 304 дат басмас корыч арасында электрон күчерүне тизләтүен, бу MIC һөҗүменең тагын да көчлерәк булуын күрсәттеләр. Эннинг һ.б. 19 һәм Вензлафф һ.б. 20 коррозияле сульфатны киметүче бактерияләр (SRB) биофильмнарының металл субстратлардан электроннарны турыдан-туры сеңдерә алуын күрсәттеләр, бу көчле чокырлы коррозиягә китерә.
DSS, SRB, тимерне киметүче бактерияләр (IRB) һ.б. булган мохиттә MICка бирешүчән булуы билгеле. 21 Бу бактерияләр биофильмнар астында DSS өслекләрендә локальләштерелгән чокырлар барлыкка китерә. 22, 23. DSSтан аермалы буларак, HDSS24 MIC аз билгеле.
Pseudomonas aeruginosa - табигатьтә киң таралган грам-тискәре хәрәкәтчән таякчыксыман бактерия25. Pseudomonas aeruginosa шулай ук ​​диңгез мохитендә төп микроб төркеме булып тора, ул корычта MIC барлыкка китерә. Pseudomonas коррозия процессларында тыгыз катнаша һәм биопленка формалашу вакытында пионер колонизатор буларак таныла. Mahat һ.б. 28 һәм Yuan һ.б. 29 Pseudomonas aeruginosa су мохитендә йомшак корыч һәм эретмәләрнең коррозия тизлеген арттыру тенденциясенә ия булуын күрсәттеләр.
Бу эшнең төп максаты - электрохимик ысуллар, өслек аналитик ысуллары һәм коррозия продуктларын анализлау ярдәмендә диңгез аэроб бактериясе Pseudomonas aeruginosa китереп чыгарган 2707 HDSS-ның MIC үзлекләрен тикшерү. 2707 HDSS-ның MIC үзлеген өйрәнү өчен ачык схема потенциалы (OCP), сызыкча поляризациягә каршы тору (LPR), электрохимик импеданс спектроскопиясе (EIS) һәм потенциал динамик поляризациясен үз эченә алган электрохимик тикшеренүләр үткәрелде. Коррозияләнгән өслектә химик элементларны табу өчен энергия дисперсия спектрометры (EDS) анализы үткәрелде. Моннан тыш, Pseudomonas aeruginosa булган диңгез мохите йогынтысында оксид пленка пассивациясенең тотрыклылыгын билгеләү өчен рентген фотоэлектрон спектроскопиясе (XPS) анализы кулланылды. Чокыр тирәнлеге конфокаль лазер сканерлау микроскопы (CLSM) астында үлчәнде.
1 нче таблицада 2707 HDSS химик составы күрсәтелгән. 2 нче таблицада 2707 HDSS 650 МПа ныклыктагы яхшы механик үзлекләргә ия булуы күрсәтелгән. 1 нче рәсемдә эремә җылылык белән эшкәртелгән 2707 HDSS оптик микроструктурасы күрсәтелгән. Икенчел фазасыз аустенит һәм феррит фазаларының озынча полосалары якынча 50% аустенит һәм 50% феррит фазаларын үз эченә алган микроструктурада күренә.
2a рәсемдә абиотик 2216E мохитендә һәм P. aeruginosa шулпасында 37 °C температурада 14 көн дәвамында 2707 HDSS өчен ачык схема потенциалы (Eocp) күрсәтелгән. Бу Eocp'ның иң зур һәм әһәмиятле үзгәреше беренче 24 сәгать эчендә була икәнен күрсәтә. Ике очракта да Eocp кыйммәтләре якынча 16 сәгатьтән соң -145 мВ (SCE белән чагыштырганда) дәрәҗәсенә җитте, аннары кискен төште, абиотик үрнәк һәм P өчен -477 мВ (SCE белән чагыштырганда) һәм -236 мВ (SCE белән чагыштырганда) дәрәҗәләренә җитте. Pseudomonas aeruginosa талоннары, тиешенчә. 24 сәгатьтән соң, P. aeruginosa өчен 2707 HDSS Eocp кыйммәте -228 мВ (SCE белән чагыштырганда) чагыштырмача тотрыклы булды, ә биологик булмаган үрнәкләр өчен тиешле кыйммәт якынча -442 мВ (SCE белән чагыштырганда) булды. P. aeruginosa булганда Eocp шактый түбән булды.
Абиотик мохиттә һәм Pseudomonas aeruginosa шулпасында 37 °C температурада 2707 HDSS үрнәген электрохимик сынау:
(a) Экспозиция вакытына бәйле Eocp, (b) 14 нче көндә поляризация кәкреләре, (c) Экспозиция вакытына бәйле Rp һәм (d) Экспозиция вакытына бәйле icorr.
3 нче таблицада 14 көн дәвамында абиотик мохиткә һәм Pseudomonas aeruginosa инокуляцияләнгән мохиткә дучар ителгән 2707 HDSS үрнәгенең электрохимик коррозия параметрлары күрсәтелгән. Анод һәм катод кәкреләренең тангенслары стандарт ысуллар буенча коррозия агымы тыгызлыгы (icorr), коррозия потенциалы (Ecorr) һәм Tafel авышлыклары (βα һәм βc) бирүче кисешү нокталарына килеп җитү өчен экстраполяцияләнгән.
2b рәсемдә күрсәтелгәнчә, P. aeruginosa кәкресенең өскә таба күчүе абиотик кәкре белән чагыштырганда Ecorr күләменең артуына китерде. Коррозия тизлегенә пропорциональ булган icorr күләме Pseudomonas aeruginosa үрнәгендә 0,328 мкА см-2 гә кадәр артты, бу биологик булмаган үрнәктән дүрт тапкыр күбрәк (0,087 мкА см-2).
LPR - тиз коррозия анализы өчен классик җимергеч булмаган электрохимик ысул. Ул шулай ук ​​MIC32 өйрәнү өчен дә кулланылды. 2c рәсемдә поляризациягә каршы торучанлык (Rp) экспозиция вакытына бәйле функция буларак күрсәтелгән. Югарырак Rp кыйммәте коррозиянең кимүен аңлата. Беренче 24 сәгать эчендә 2707 HDSS Rp абиотик үрнәкләр өчен 1955 кΩ см2 максималь кыйммәткә, ә Pseudomonas aeruginosa үрнәкләре өчен 1429 кΩ см2 га җитте. 2c рәсемдә шулай ук ​​Rp кыйммәтенең бер көннән соң тиз кимегәне һәм аннары киләсе 13 көн дәвамында чагыштырмача үзгәрешсез калганы күрсәтелгән. Pseudomonas aeruginosa үрнәгенең Rp кыйммәте якынча 40 кΩ см2 тәшкил итә, бу биологик булмаган үрнәкнең 450 кΩ см2 кыйммәтеннән күпкә түбәнрәк.
icorr кыйммәте бердәм коррозия тизлегенә пропорциональ. Аның кыйммәтен түбәндәге Штерн-Гири тигезләмәсеннән исәпләп була,
Зоу һ.б. 33 буенча, бу эштә Тафель авышлыгы B типик кыйммәте 26 мВ/дек дип кабул ителде. 2d рәсемдә күрсәтелгәнчә, биологик булмаган 2707 үрнәгенең икоры чагыштырмача тотрыклы булып калган, ә P. aeruginosa үрнәге беренче 24 сәгатьтән соң бик нык үзгәргән. P. aeruginosa үрнәкләренең икоры кыйммәтләре биологик булмаган контрольгә караганда берничә тапкыр югарырак булган. Бу тенденция поляризациягә каршы тору нәтиҗәләре белән туры килә.
EIS - коррозияләнгән чикләрдә электрохимик реакцияләрне характерлау өчен кулланыла торган тагын бер җимергеч булмаган ысул. Абиотик мохиткә һәм Pseudomonas aeruginosa эремәсенә дучар ителгән үрнәкләрнең импеданс спектрлары һәм исәпләнгән сыйдырышлык кыйммәтләре, үрнәк өслегендә барлыкка килгән пассив пленка/биопленканың Rb каршылыгы, Rct заряд күчерү каршылыгы, Cdl электр ике катлам сыйдырышлыгы (EDL) һәм QCPE даими фаза элементы (CPE) параметрлары. Бу параметрлар мәгълүматларны эквивалент схема (EEC) моделен кулланып туры китереп анализланды.
3 нче рәсемдә абиотик мохиттә һәм P. aeruginosa шулпасында төрле инкубация вакытлары өчен 2707 HDSS үрнәгенең типик Найквист графиклары (а һәм b) һәм Боде графиклары (а' һәм b') күрсәтелгән. Найквист боҗрасының диаметры Pseudomonas aeruginosa булганда кими. Боде графикы (3b' рәсем) гомуми импеданс зурлыгының артуын күрсәтә. Релаксация вакыты даимисе турында мәгълүмат фаза максимумнары белән бирелергә мөмкин. 4 нче рәсемдә монокатламлы (а) һәм икекатламлы (b) физик структуралар һәм аларга туры килә торган EECлар күрсәтелгән. CPE EEC моделенә кертелгән. Аның керү һәм импедансы түбәндәгечә күрсәтелә:
2707 HDSS үрнәгенең импеданс спектрын урнаштыру өчен ике физик модель һәм аңа туры килә торган эквивалент схемалар:
монда Y0 - CPE зурлыгы, j - уйдырма сан яки (-1)1/2, ω - почмак ешлыгы, ә n - CPE көч индексы, берлектән кимрәк35. Заряд күчерү каршылыгының киресе (ягъни 1/Rct) коррозия тизлегенә туры килә. Кечерәк Rct коррозия тизлегенең тизрәк булуын аңлата27. 14 көн инкубациядән соң, Pseudomonas aeruginosa үрнәкләренең Rct 32 кΩ см2 га җитте, бу биологик булмаган үрнәкләрнең 489 кΩ см2 дан күпкә кечерәк (4 нче таблица).
5 нче рәсемдәге CLSM һәм SEM рәсемнәре 7 көннән соң 2707 HDSS үрнәгенең өслегендәге биофильм каплавы тыгыз булуын ачык күрсәтә. Ләкин, 14 көннән соң, биофильм каплавы сирәк булган һәм кайбер үле күзәнәкләр барлыкка килгән. 5 нче таблицада 7 һәм 14 көн дәвамында P. aeruginosa белән тәэсир иткәннән соң 2707 HDSS үрнәкләрендәге биофильм калынлыгы күрсәтелгән. Максималь биофильм калынлыгы 7 көннән соң 23,4 мкм дан 14 көннән соң 18,9 мкм га кадәр үзгәргән. Уртача биофильм калынлыгы да бу тенденцияне раслаган. Ул 7 көннән соң 22,2 ± 0,7 мкм дан 14 көннән соң 17,8 ± 1,0 мкм га кадәр кимегән.
(a) 7 көннән соң 3D CLSM рәсеме, (b) 14 көннән соң 3D CLSM рәсеме, (c) 7 көннән соң SEM рәсеме һәм (d) 14 көннән соң SEM рәсеме.
EDS 14 көн дәвамында P. aeruginosa белән зарарланган үрнәкләрдә биофильмнарда һәм коррозия продуктларында химик элементлар ачыклады. 6 нчы рәсемдә күрсәтелгәнчә, биофильмнарда һәм коррозия продуктларында C, N, O һәм P күләме ялангач металларга караганда күпкә югарырак, чөнки бу элементлар биофильмнар һәм аларның метаболитлары белән бәйле. Микробларга хром һәм тимернең аз күләмдә генә кирәк. Үрнәкләр өслегендәге биофильмда һәм коррозия продуктларында Cr һәм Fe югары дәрәҗәләре металл матрицасының коррозия аркасында элементларын югалтуын күрсәтә.
14 көннән соң, 2216E мохитендә P. aeruginosa белән һәм аннан башка чокырлар барлыкка килүе күзәтелде. Инкубация алдыннан үрнәк өслеге шома һәм кимчелексез иде (7а рәсем). Инкубациядән һәм биопленка һәм коррозия продуктларын бетергәннән соң, үрнәкләр өслегендәге иң тирән чокырлар 7b һәм c рәсемнәрендә күрсәтелгәнчә, CLSM астында тикшерелде. Биологик булмаган контроль үрнәкләр өслегендә ачык чокырлар табылмады (максималь чокыр тирәнлеге 0,02 мкм). Pseudomonas aeruginosa китереп чыгарган максималь чокыр тирәнлеге 7 көннән соң 0,52 мкм һәм 14 көннән соң 0,69 мкм тәшкил итте, 3 үрнәкнең уртача максималь чокыр тирәнлегенә нигезләнеп (һәр үрнәк өчен 10 максималь чокыр тирәнлеге сайланды), тиешенчә 0,42 ± 0,12 мкм һәм 0,52 ± 0,15 мкм га җитте (5 нче таблица). Бу чокыр тирәнлеге кыйммәтләре кечкенә, ләкин мөһим.
(а) Экспозициягә дучар ителгәнче, (б) абиотик мохиттә 14 көн һәм (в) Pseudomonas aeruginosa шулпасында 14 көн.
8 нче рәсемдә төрле үрнәк өслекләренең XPS спектрлары күрсәтелгән, һәм һәр өслек өчен анализланган химик составлар 6 нчы таблицада гомумиләштерелгән. 6 нчы таблицада P. aeruginosa (А һәм В үрнәкләре) булганда Fe һәм Cr атом процентлары биологик булмаган контроль үрнәкләрнекеннән (C һәм D үрнәкләре) күпкә түбәнрәк булган. P. aeruginosa үрнәге өчен Cr 2p үзәк дәрәҗәсендәге спектраль кәкре сызыгы 574,4, 576,6, 578,3 һәм 586,8 эВ бәйләнеш энергиясе (BE) кыйммәтләре белән дүрт пик компонентына туры китерелгән, аларны Cr, Cr2O3, CrO3 һәм Cr(OH)3 белән бәйләргә мөмкин (9а һәм b рәсемнәр). Биологик булмаган үрнәкләр өчен Cr 2p үзәк дәрәҗәсендәге спектрда Cr (BE өчен 573,80 эВ) һәм Cr2O3 (BE өчен 575,90 эВ) өчен ике төп пик бар. Рәсемдә күрсәтелгәнчә. 9c һәм d. Абиотик һәм P. aeruginosa үрнәкләре арасындагы иң зур аерма Cr6+ һәм биофильм астында Cr(OH)3нең югарырак чагыштырма өлеше (BE 586,8 эВ) булуы иде.
Ике мохиттә 2707 HDSS үрнәгенең өслегенең киң XPS спектрлары 7 көн һәм 14 көн тәшкил итә.
(а) P. aeruginosa белән 7 көн тәэсир итү, (б) P. aeruginosa белән 14 көн тәэсир итү, (в) абиотик мохиттә 7 көн һәм (г) абиотик мохиттә 14 көн.
HDSS күпчелек мохиттә югары дәрәҗәдә коррозиягә чыдамлык күрсәтә. Ким һ.б. 2 UNS S32707 HDSS 45 тән артык PRENлы югары дәрәҗәдә кушылган DSS дип билгеләнде дип хәбәр иттеләр. Бу эштә 2707 HDSS үрнәгенең PREN кыйммәте 49 иде. Бу аның югары хром эчтәлеге һәм югары молибден һәм Ni дәрәҗәләре белән бәйле, алар кислоталы һәм югары хлоридлы мохиттә файдалы. Моннан тыш, яхшы балансланган состав һәм кимчелексез микроструктура структура тотрыклылыгы һәм коррозиягә чыдамлык өчен файдалы. Ләкин, бик яхшы химик чыдамлыгына карамастан, бу эштәге эксперименталь мәгълүматлар 2707 HDSS P. aeruginosa биофильмнарының MIC-ына тулысынча каршы түгеллеген күрсәтә.
Электрохимик нәтиҗәләр күрсәткәнчә, P. aeruginosa шулпасындагы 2707 HDSS коррозия тизлеге 14 көннән соң биологик булмаган мохит белән чагыштырганда сизелерлек арткан. 2a рәсемдә, беренче 24 сәгать эчендә абиотик мохиттә дә, P. aeruginosa шулпасында да Eocp кимүе күзәтелгән. Шуннан соң, биопленка үрнәк өслеген каплап бетергән һәм Eocp чагыштырмача тотрыклылана36. Ләкин, биологик Eocp дәрәҗәсе биологик булмаган Eocp дәрәҗәсеннән күпкә югарырак булган. Бу аерма P. aeruginosa биопленкасының барлыкка килүе белән бәйле дип уйларга нигез бар. 2d рәсемдә, P. aeruginosa булганда, 2707 HDSSның icorr кыйммәте 0,627 мкА см-2 га җиткән, бу абиотик контрольдән (0,063 мкА см-2) берничә тапкыр югарырак булган, бу EIS белән үлчәнгән Rct кыйммәтенә туры килә. Беренче берничә көн эчендә Pдагы импеданс кыйммәтләре. aeruginosa шулпасы P. aeruginosa күзәнәкләренең беркетелүе һәм биофильмнар барлыкка килү сәбәпле арткан. Ләкин, биофильм үрнәкнең өслеген тулысынча каплагач, импеданс кими. Саклагыч катламга беренче чиратта биофильмнар һәм биофильм метаболитлары барлыкка килү сәбәпле һөҗүм ителә. Шуңа күрә, коррозиягә чыдамлык вакыт узу белән кимегән, һәм P. aeruginosa беркетелүе локаль коррозиягә китергән. Абиотик мохиттәге тенденцияләр төрле булган. Биологик булмаган контрольнең коррозиягә чыдамлыгы P. aeruginosa шулпасы белән очрашкан үрнәкләрнең тиешле кыйммәтеннән күпкә югарырак булган. Моннан тыш, абиотик үрнәкләр өчен 2707 HDSSның Rct кыйммәте 14 нче көнне 489 кΩ см2 га җиткән, бу P. aeruginosa булганда Rct кыйммәтеннән (32 кΩ см2) 15 тапкыр артык булган. Шуңа күрә, 2707 HDSS стериль мохиттә бик яхшы коррозиягә чыдам, ләкин P. aeruginosa биофильмнарының MIC һөҗүменә чыдам түгел.
Бу нәтиҗәләрне 2b рәсемдәге поляризация кәкреләреннән дә күзәтергә мөмкин. Анодлы тармаклану Pseudomonas aeruginosa биопленкасы барлыкка килүенә һәм металл оксидлашу реакцияләренә бәйле. Шул ук вакытта катод реакциясе кислородның редукциясе булып тора. P. aeruginosa булуы коррозия агымы тыгызлыгын шактый арттырды, абиотик контрольдән якынча бер дәрәҗә югарырак. Бу P. aeruginosa биопленкасы 2707 HDSS локализацияләнгән коррозиясен арттыра дигәнне аңлата. Юань һ.б.29 70/30 Cu-Ni эретмәсенең коррозия агымы тыгызлыгы P. aeruginosa биопленкасы йогынтысында артканлыгын ачыкладылар. Бу Pseudomonas aeruginosa биопленкалары белән кислород редукциясенең биокатализына бәйле булырга мөмкин. Бу күзәтү шулай ук ​​бу эштә 2707 HDSS ның MIC ны да аңлатырга мөмкин. Аэроб биопленкалар астында кислород та азрак булырга мөмкин. Шуңа күрә металл өслеген кислород белән репассивлаштырмау бу эштә MIC га өлеш кертүче фактор булырга мөмкин.
Дикинсон һ.б. 38 химик һәм электрохимик реакцияләр тизлегенә үрнәк өслегендәге утыргыч бактерияләрнең метаболик активлыгы һәм коррозия продуктларының табигате турыдан-туры тәэсир итә ала дип фаразлыйлар. 5 нче рәсемдә һәм 5 нче таблицада күрсәтелгәнчә, 14 көннән соң күзәнәкләр саны да, биопленка калынлыгы да кимегән. Моны 14 көннән соң 2707 HDSS өслегендәге утыргыч күзәнәкләрнең күбесе 2216E мохитендә туклыклы матдәләр бетү яки 2707 HDSS матрицасыннан агулы металл ионнары чыгу сәбәпле үлүен аңлатып була. Бу партия экспериментларының чикләүе.
Бу эштә P. aeruginosa биофильмы 2707 HDSS өслегендәге биофильм астында Cr һәм Fe ның локаль кимүен алга сөрде (6 нчы рәсем). 6 нчы таблицада, C үрнәге белән чагыштырганда, D үрнәгендә Fe һәм Cr кимүе, P. aeruginosa биофильмы аркасында эрегән Fe һәм Cr беренче 7 көннән артык сакланганлыгын күрсәтә. 2216E мохите диңгез мохитен симуляцияләү өчен кулланыла. Аның составында 17700 ppm Cl- бар, бу табигый диңгез суындагыга тиң. XPS ярдәмендә анализланган 7 һәм 14 көнлек абиотик үрнәкләрдә Cr кимүенең төп сәбәбе 17700 ppm Cl- булуы булды. P. aeruginosa үрнәкләре белән чагыштырганда, абиотик үрнәкләрдә Cr эрүе күпкә азрак булды, чөнки абиотик мохиттә 2707 HDSS ның көчле Cl− каршылыгы бар. 9 нчы рәсемдә пассивация пленкасында Cr6+ булуы күрсәтелгән. Ул ... чыгаруда катнашырга мөмкин. Чен һәм Клейтон тәкъдим иткәнчә, P. aeruginosa биофильмнары ярдәмендә корыч өслекләрдән Cr.
Бактерияләр үсеше аркасында, культуралаштыру алдыннан һәм аннан соң мохитнең pH күрсәткечләре 7,4 һәм 8,2 тәшкил иткән. Шуңа күрә, P. aeruginosa биофильмыннан түбәнрәк, органик кислота коррозиясе бу эшкә өлеш кертүче фактор булырга мөмкин түгел, чөнки күпләп тутырылган мохиттә pH чагыштырмача югары. Биологик булмаган контроль мохитнең pH күрсәткече 14 көнлек сынау чорында сизелерлек үзгәрмәде (башлангыч 7,4тән соңгы 7,5кә кадәр). Инкубациядән соң инокуляция мохитендә pH артуы P. aeruginosa метаболик активлыгы белән бәйле иде һәм тест полосалары булмаганда pH күрсәткеченә шул ук йогынты ясавы ачыкланды.
7 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, P. aeruginosa биофильмы китереп чыгарган максималь чокыр тирәнлеге 0,69 мкм тәшкил иткән, бу абиотик мохиттән (0,02 мкм) күпкә зуррак. Бу югарыда тасвирланган электрохимик мәгълүматлар белән туры килә. 0,69 мкм чокыр тирәнлеге шул ук шартларда 2205 DSS өчен хәбәр ителгән 9,5 мкм кыйммәтеннән ун тапкырдан артык кечерәк. Бу мәгълүматлар 2707 HDSS 2205 DSS белән чагыштырганда яхшырак MIC каршылыгы күрсәтүен күрсәтә. Бу гаҗәп түгел, чөнки 2707 HDSS хромның югарырак өлешенә ия, ул зарарлы икенчел утырмаларсыз балансланган фаза структурасы аркасында озаграк пассивлашуны тәэмин итә, бу P. aeruginosa өчен пассивлашуны һәм тотылуны башлауны катлауландыра.
Нәтиҗә ясап шуны әйтергә мөмкин: P. aeruginosa шулпасындагы 2707 HDSS өслегендә MIC чокырлары табылган, абиотик мохиттә чокырлар бик аз булган. Бу эш 2707 HDSS ның 2205 DSS га караганда MICка каршы торучанлыгы яхшырак булуын күрсәтә, ләкин P. aeruginosa биофильмы аркасында ул MICка тулысынча каршы түгел. Бу ачышлар диңгез мохите өчен яраклы дат басмас корычларны сайлауга һәм хезмәт итү вакытын исәпләүгә ярдәм итә.
2707 HDSS өчен талонны Кытайның Шэньян шәһәрендәге Төньяк-көнчыгыш университетының (NEU) Металлургия мәктәбе бирә. 2707 HDSS элемент составы 1 нче таблицада күрсәтелгән, ул NEU Материалларны анализлау һәм сынау бүлеге тарафыннан анализланган. Барлык үрнәкләр дә 1180 °C температурада 1 сәгать дәвамында эремә белән эшкәртелгән. Коррозиягә сынау алдыннан, өске ачык өслеге 1 см2 булган тәңкә формасындагы 2707 HDSS кремний карбид кәгазе белән 2000 гритка кадәр ялтыратылган һәм 0,05 мкм Al2O3 порошок суспензиясе белән ялтыратылган. Ян һәм аскы өлешләре инерт буяу белән сакланган. Киптергәннән соң, үрнәкләр стериль деионизацияләнгән су белән чайкалган һәм 75% (v/v) этанол белән 0,5 сәгать дәвамында стерильләштерелгән. Аннары алар куллану алдыннан 0,5 сәгать дәвамында ультрафиолет (UV) нур астында һавада киптерелгән.
Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 штаммы Кытайның Сямынь диңгез культураларын җыю үзәгеннән (MCCC) сатып алынган. Pseudomonas aeruginosa аэробик ысул белән 37°C температурада 250 мл колбаларда һәм 500 мл электрохимик пыяла күзәнәкләрдә Marine 2216E сыек мохите (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Циндао, Кытай) кулланып үстерелгән. Мохит (г/л): 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, 5,0 пептон, 1,0 чүпрә экстракты һәм 0,1 тимер цитраты. Инокуляция алдыннан 121°C температурада 20 минут автоклавта тотыгыз. Гемоцитометр ярдәмендә яктылык микроскобы астында 400 тапкыр зурайтып, утырма һәм планктон күзәнәкләрен санагыз. Инокуляциядән соң шунда ук планктоник Pseudomonas aeruginosa күзәнәкләренең башлангыч концентрациясе якынча 106 күзәнәк/мл тәшкил иткән.
Электрохимик сынаулар уртача күләме 500 мл булган классик өч электродлы пыяла күзәнәктә үткәрелде. Платина бите һәм туендырылган каломель электроды (SCE) тоз күперләре белән тутырылган Луггин капиллярлары аша реакторга тоташтырылды, алар каршы һәм эталон электродлар булып хезмәт иттеләр. Эшче электродларны ясау өчен һәр үрнәккә резина белән капланган бакыр чыбык беркетелгән һәм эпоксид белән капланган, эшче электрод өчен якынча 1 см2 ачык бер яклы өслек мәйданы калдырылган. Электрохимик үлчәүләр вакытында үрнәкләр 2216E мохитенә урнаштырылды һәм су мунчасында даими инкубация температурасында (37 °C) тотылды. OCP, LPR, EIS һәм потенциал динамик поляризация мәгълүматлары Autolab потенциостаты (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA) ярдәмендә үлчәнде. LPR сынаулары -5 һәм 5 мВ диапазонында Eocp белән 0,125 мВ с-1 сканерлау тизлегендә һәм 1 Гц үрнәк алу ешлыгында язып алынды. EIS ешлык диапазонында синус дулкыны белән үткәрелде. 0,01 дән 10,000 Гц га кадәр, тотрыклы Eocp'та 5 мВ көчәнеш кулланылган. Потенциалны тикшерү алдыннан, электродлар тотрыклы ирекле коррозия потенциалы кыйммәтенә ирешкәнче ачык схема режимында булганнар. Аннары поляризация кәкреләре Eocp'ка каршы -0,2 дән 1,5 В га кадәр, 0,166 мВ/с сканерлау тизлегендә үткәрелгән. Һәр сынау P. aeruginosa белән һәм P. aeruginosa'сыз 3 тапкыр кабатланган.
Металлографик анализ өчен үрнәкләр 2000 гритлы дымлы SiC кәгазе белән механик рәвештә ялтыраттылар, аннары оптик күзәтү өчен 0,05 мкм Al2O3 порошок суспензиясе белән ялтыраттылар. Металлографик анализ оптик микроскоп ярдәмендә башкарылды. Үрнәкләр 10 авырлык % калий гидроксиды эремәсе белән 43 уеп ясалган.
Инкубациядән соң, үрнәкләр 3 тапкыр фосфат-буферлы тозлы эремә (PBS) белән юылды (рН 7,4 ± 0,2), аннары биопленкаларны фиксацияләү өчен 10 сәгать дәвамында 2,5% (v/v) глутаральдегид белән фиксацияләнде. Аннары һавада киптерү алдыннан этанолның сортлы сериясе (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% һәм 100% v/v) белән киптерелде. Ахырда, SEM күзәтү өчен үткәрүчәнлек тәэмин итү өчен үрнәк өслеге алтын пленка белән сиптерелә. SEM рәсемнәре һәр үрнәк өслегендә иң утырма P. aeruginosa күзәнәкләре булган нокталарга юнәлтелде. Химик элементларны табу өчен EDS анализын үткәрегез. Чокыр тирәнлеген үлчәү өчен Zeiss конфокаль лазер сканерлау микроскобы (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Германия) кулланылды. Биопленка астындагы коррозия чокырларын күзәтү өчен, сынау кисәге башта Кытай Милли Стандартларына туры китереп чистартылды. Сынау кисәге өслегендәге коррозия продуктларын һәм биофильмны бетерү өчен стандарт (CNS) GB/T4334.4-2000.
Рентген фотоэлектрон спектроскопиясе (XPS, ESCALAB250 өслек анализы системасы, Thermo VG, АКШ) анализы монохроматик рентген чыганагы (1500 эВ энергиядә һәм 150 Вт көчтә алюминий Kα линиясе) ярдәмендә стандарт шартларда -1350 эВ киң бәйләнеш энергиясе диапазонында башкарылды. Югары ачыклыктагы спектрлар 50 эВ үткәрү энергиясе һәм 0,2 эВ адым зурлыгы кулланып яздырылды.
Инкубацияләнгән үрнәкләр алынды һәм 15 с45 дәвамында PBS (рН 7.4 ± 0.2) белән йомшак итеп чайкалды. Үрнәкләрдәге биофильмнарның бактерияләргә яшәүчәнлеген күзәтү өчен, биофильмнар LIVE/DEAD BacLight бактерияләргә яшәүчәнлек комплекты (Invitrogen, Юджин, Орегон, АКШ) ярдәмендә буялды. Комплектта ике флуоресцент буяу бар: яшел флуоресцент SYTO-9 буявы һәм кызыл флуоресцент пропидий йодид (PI) буявы. CLSM астында флуоресцент яшел һәм кызыл нокталар тере һәм үле күзәнәкләрне күрсәтә. Буяу өчен, 3 мкл SYTO-9 һәм 3 мкл PI эремәсе булган 1 мл катнашма бүлмә температурасында (23 oC) караңгыда 20 минут инкубацияләнде. Аннары буялган үрнәкләр Nikon CLSM машинасы (C2 Plus, Nikon, Япония) ярдәмендә ике дулкын озынлыгында (тере күзәнәкләр өчен 488 нм һәм үле күзәнәкләр өчен 559 нм) күзәтелде. Биопленка калынлыгы 3-D сканерлау режимында үлчәнде.
Бу мәкаләгә ничек сылтама ясарга: Li, H. һ.б. 2707 супер дуплекслы дат басмас корычның диңгез Pseudomonas aeruginosa тарафыннан микроб коррозиясе. science. Rep. 6, 20190; doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 дуплекслы дат басмас корычның хлорид эремәсендә тиосульфат катнашында стресслы коррозия крекингы.coros.science.80, 205–212 (2014).
Ким, СТ, Джанг, ШХ, Ли, И.С. һәм Парк, Й.С. Супердуплекслы дат басмас корыч эретеп ябыштыруның коррозиягә чыдамлыгына эремә җылылык белән эшкәртү һәм саклагыч газдагы азот йогынтысы. coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Ши, Х., Авчи, Р., Гейзер, М. һәм Левандовски, З. 316L дат басмас корычта микроб һәм электрохимик рәвештә барлыкка килгән чокыр коррозиясенең чагыштырма химик тикшеренүе.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Луо, Х., Донг, КФ, Ли, XG һәм Сяо, К. 2205 дуплекслы дат басмас корычның хлорид катнашында төрле рН селте эремәләрендә электрохимик үз-үзен тотышы. Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Литтл, Б.Дж., Ли, Дж.С. һәм Рэй, РИ. Диңгез биофильмнарының коррозиягә йогынтысы: кыскача күзәтү. Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).