Nature.com saytiga tashrif buyurganingiz uchun tashakkur. Siz foydalanayotgan brauzer versiyasida CSS qo'llab-quvvatlashi cheklangan. Eng yaxshi tajriba uchun sizga yangilangan brauzerdan foydalanishingizni tavsiya qilamiz (yoki Internet Explorer-da moslik rejimini o'chirib qo'ying). Shu bilan birga, uzluksiz qo'llab-quvvatlashni ta'minlash uchun biz saytni uslublar va JavaScriptsiz renderlaymiz.
Mikrobial korroziya (MIC) ko'plab sohalarda jiddiy muammo hisoblanadi, chunki u katta iqtisodiy yo'qotishlarga olib kelishi mumkin. Super dupleks zanglamaydigan po'lat 2707 (2707 HDSS) o'zining ajoyib kimyoviy qarshiligi tufayli dengiz muhitida qo'llaniladi. Biroq, uning MICga chidamliligi eksperimental ravishda namoyish etilmagan. Ushbu tadqiqotda dengiz aerob bakteriyasi Pseudomonas aeruginosa keltirib chiqaradigan MIC 2707 HDSS ning xatti-harakatlari o'rganildi. Elektrokimyoviy tahlil shuni ko'rsatdiki, 2216E muhitida Pseudomonas aeruginosa biofilmi mavjud bo'lganda, korroziya potensialida ijobiy o'zgarish va korroziya oqimi zichligining oshishi kuzatiladi. Rentgen fotoelektron spektroskopiyasi (XPS) tahlili biofilm ostidagi namuna yuzasida Cr miqdorining pasayishini ko'rsatdi. Chuqurchalarni vizual tahlil qilish shuni ko'rsatdiki, P. aeruginosa biofilmi 14 kunlik inkubatsiya davomida maksimal chuqurcha chuqurligini 0,69 µm hosil qilgan. Bu kichik bo'lsa-da, bu 2707 HDSS ning P. aeruginosa biofilmlarining MIC ga to'liq immunitetga ega emasligini ko'rsatadi.
Dupleks zanglamaydigan po'latlar (DSS) turli sohalarda keng qo'llaniladi, chunki ular mukammal mexanik xususiyatlar va korroziyaga chidamlilikning mukammal kombinatsiyasi hisoblanadi1,2. Biroq, mahalliy chuqurchalar hali ham mavjud bo'lib, bu po'latning yaxlitligiga ta'sir qiladi3,4. DSS mikrobial korroziyaga (MIC) chidamli emas5,6. DSS uchun keng qo'llanilish doirasiga qaramay, DSS ning korroziyaga chidamliligi uzoq muddatli foydalanish uchun yetarli bo'lmagan muhitlar hali ham mavjud. Bu shuni anglatadiki, yuqori korroziyaga chidamlilikka ega qimmatroq materiallar talab qilinadi. Jeon va boshqalar7 hatto super dupleks zanglamaydigan po'latlar (SDSS) ham korroziyaga chidamlilik jihatidan ba'zi cheklovlarga ega ekanligini aniqladilar. Shuning uchun, ba'zi hollarda, yuqori korroziyaga chidamlilikka ega super dupleks zanglamaydigan po'latlar (HDSS) talab qilinadi. Bu yuqori qotishmali HDSS ning rivojlanishiga olib keldi.
Korroziyaga chidamlilik DSS alfa va gamma fazalarining nisbatiga bog'liq va ikkinchi fazaga tutashgan Cr, Mo va W mintaqalarida 8, 9, 10 kamayadi. HDSS tarkibida Cr, Mo va N11 ning yuqori miqdori mavjud, shuning uchun u ajoyib korroziyaga chidamlilikka va og'irlik% Cr + 3.3 (og'irlik% Mo + 0.5 og'irlik% .%W) + 16% og'irlik N12 bilan aniqlanadigan ekvivalent chuqurchaga chidamlilik sonining (PREN) yuqori qiymatiga (45-50) ega. Uning ajoyib korroziyaga chidamliligi taxminan 50% ferrit (α) va 50% ostenit (γ) fazalarini o'z ichiga olgan muvozanatli tarkibga bog'liq. HDSS yaxshiroq mexanik xususiyatlarga va xlorid korroziyasiga yuqori qarshilikka ega. Yaxshilangan korroziyaga chidamlilik HDSS dan dengiz muhiti kabi agressiv xlorid muhitlarida foydalanishni kengaytiradi.
MIClar neft va gaz hamda suv sanoati kabi ko'plab sohalarda katta muammo hisoblanadi14. MIC barcha korroziya shikastlanishining 20% ​​ni tashkil qiladi15. MIC ko'plab muhitlarda kuzatilishi mumkin bo'lgan bioelektrokimyoviy korroziyadir. Metall yuzalarida hosil bo'ladigan biofilmlar elektrokimyoviy sharoitlarni o'zgartiradi va shu bilan korroziya jarayoniga ta'sir qiladi. MIC korroziyasi biofilmlar tufayli yuzaga keladi, degan fikr keng tarqalgan. Elektrogen mikroorganizmlar omon qolish uchun zarur bo'lgan energiyani olish uchun metallarni yeb qo'yadi17. Yaqinda o'tkazilgan MIC tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, EET (hujayradan tashqari elektron uzatish) elektrogen mikroorganizmlar tomonidan qo'zg'atilgan MICda tezlikni cheklovchi omil hisoblanadi. Zhang va boshqalar 18 elektron vositachilari Desulfovibrio sessificans hujayralari va 304 zanglamaydigan po'lat o'rtasida elektronlar uzatishni tezlashtirishini va natijada MIC hujumining yanada og'irlashishini ko'rsatdilar. Anning va boshqalar 19 va Wenzlaff va boshqalar 20 korroziyali sulfatni kamaytiruvchi bakteriyalar (SRB) biofilmlari metall substratlardan elektronlarni to'g'ridan-to'g'ri yutishi mumkinligini va natijada kuchli chuqurchalar paydo bo'lishini ko'rsatdilar.
DSS SRB, temirni kamaytiruvchi bakteriyalar (IRB) va boshqalarni o'z ichiga olgan muhitlarda MICga sezgir ekanligi ma'lum. 21 Bu bakteriyalar biofilmlar ostida DSS yuzasida lokal chuqurchalar hosil bo'lishiga olib keladi. 22,23 DSS dan farqli o'laroq, HDSS24 MIC yaxshi ma'lum emas.
Pseudomonas aeruginosa tabiatda keng tarqalgan gram-manfiy, harakatchan, tayoqcha shaklidagi bakteriyadir25. Pseudomonas aeruginosa dengiz muhitida ham asosiy mikrobial guruh bo'lib, MIC konsentratsiyasining oshishiga olib keladi. Pseudomonas korroziya jarayonida faol ishtirok etadi va bioplyonka hosil bo'lishi jarayonida kashshof kolonizator sifatida tan olingan. Mahat va boshqalar 28 va Yuan va boshqalar 29 Pseudomonas aeruginosa suv muhitida yumshoq po'lat va qotishmalarning korroziya tezligini oshirishga moyil ekanligini ko'rsatdilar.
Ushbu ishning asosiy maqsadi elektrokimyoviy usullar, sirt tahlili usullari va korroziya mahsulotlarini tahlil qilish yordamida dengiz aerob bakteriyasi Pseudomonas aeruginosa keltirib chiqaradigan MIC 2707 HDSS xususiyatlarini o'rganish edi. MIC 2707 HDSS ning xatti-harakatlarini o'rganish uchun ochiq zanjir potensiali (OCP), chiziqli polyarizatsiya qarshiligi (LPR), elektrokimyoviy impedans spektroskopiyasi (EIS) va potensial dinamik polyarizatsiya kabi elektrokimyoviy tadqiqotlar o'tkazildi. Korroziyaga uchragan sirtda kimyoviy elementlarni aniqlash uchun energiya dispersiyasi spektrometrik tahlili (EDS) o'tkazildi. Bundan tashqari, Pseudomonas aeruginosa ni o'z ichiga olgan dengiz muhiti ta'sirida oksid plyonka passivatsiyasining barqarorligini aniqlash uchun rentgen fotoelektron spektroskopiyasi (XPS) qo'llanildi. Chuqurlarning chuqurligi konfokal lazer skanerlash mikroskopi (CLSM) ostida o'lchandi.
1-jadvalda 2707 HDSS ning kimyoviy tarkibi ko'rsatilgan. 2-jadvalda 2707 HDSS 650 MPa oqim kuchiga ega bo'lgan ajoyib mexanik xususiyatlarga ega ekanligi ko'rsatilgan. 1-rasmda eritmaning issiqlik bilan ishlov berilgan 2707 HDSS ning optik mikrotuzilishi ko'rsatilgan. Taxminan 50% ostenit va 50% ferrit fazalarini o'z ichiga olgan mikrotuzilishda ikkilamchi fazalarsiz ostenit va ferrit fazalarining cho'zilgan chiziqlari ko'rinadi.
2a-rasmda 2707 HDSS uchun 2216E abiotik muhitida va P. aeruginosa bulonida 37°C da 14 kun davomida ta'sir qilish vaqtiga nisbatan ochiq zanjir potensiali (Eocp) ko'rsatilgan. Bu Eocpdagi eng katta va eng muhim o'zgarish dastlabki 24 soat ichida sodir bo'lishini ko'rsatadi. Ikkala holatda ham Eocp qiymatlari taxminan 16 soat ichida -145 mV ga (SCE bilan solishtirganda) yetdi va keyin keskin pasayib, abiotik namunalar uchun -477 mV (SCE bilan solishtirganda) va -236 mV (SCE bilan solishtirganda) ga yetdi. va P Pseudomonas aeruginosa kuponlari mos ravishda). 24 soatdan so'ng, P. aeruginosa uchun Eocp 2707 HDSS qiymati -228 mV da (SCE bilan solishtirganda) nisbatan barqaror bo'ldi, biologik bo'lmagan namunalar uchun mos keladigan qiymat esa taxminan -442 mV (SCE bilan solishtirganda) ni tashkil etdi. P. aeruginosa ishtirokida Eocp juda past edi.
Abiotik muhitda va Pseudomonas aeruginosa bulonida 37 °C da 2707 ta HDSS namunalarini elektrokimyoviy o'rganish:
(a) Eocp ta'sir qilish vaqtiga bog'liq funksiya sifatida, (b) 14-kundagi polyarizatsiya egri chiziqlari, (c) Rp ta'sir qilish vaqtiga bog'liq funksiya sifatida va (d) icorr ta'sir qilish vaqtiga bog'liq funksiya sifatida.
3-jadvalda 14 kun davomida abiotik va Pseudomonas aeruginosa inokulyatsiyalangan muhitlarga duchor bo'lgan 2707 HDSS namunalarining elektrokimyoviy korroziya parametrlari ko'rsatilgan. Anod va katod egri chiziqlarining tangenslari standart usullarga muvofiq korroziya oqimi zichligi (icorr), korroziya potensiali (Ecorr) va Tafel qiyaligi (βα va βc) beradigan kesishmalarni olish uchun ekstrapolyatsiya qilindi30,31.
2b-rasmda ko'rsatilganidek, P. aeruginosa egri chizig'ining yuqoriga siljishi abiotik egri chiziqqa nisbatan Ecorr qiymatining oshishiga olib keldi. Korroziya tezligiga mutanosib bo'lgan icorr qiymati Pseudomonas aeruginosa namunasida 0,328 µA sm-2 gacha oshdi, bu biologik bo'lmagan namunadagidan (0,087 µA sm-2) to'rt baravar ko'p.
LPR tezkor korroziya tahlili uchun klassik buzilmas elektrokimyoviy usuldir. U shuningdek, MIC32 ni o'rganish uchun ham ishlatilgan. 2c-rasmda ta'sir qilish vaqtiga qarab polyarizatsiya qarshiligi (Rp) ko'rsatilgan. Yuqori Rp qiymati kamroq korroziyani anglatadi. Dastlabki 24 soat ichida Rp 2707 HDSS abiotik namunalar uchun 1955 kΩ sm2 va Pseudomonas aeruginosa namunalari uchun 1429 kΩ sm2 ga yetdi. 2c-rasmda shuningdek, Rp qiymati bir kundan keyin tez pasayganligi va keyingi 13 kun ichida nisbatan o'zgarishsiz qolganligi ko'rsatilgan. Pseudomonas aeruginosa namunasining Rp qiymati taxminan 40 kΩ sm2 ni tashkil qiladi, bu biologik bo'lmagan namunaning 450 kΩ sm2 qiymatidan ancha past.
Icorr qiymati bir xil korroziya tezligiga mutanosib. Uning qiymatini quyidagi Stern-Giri tenglamasidan hisoblash mumkin:
Zoe va boshqalar 33 ga ko'ra, ushbu ishda Tafel qiyalik B ning odatiy qiymati 26 mV/dek deb qabul qilingan. 2d-rasmda biologik bo'lmagan 2707 namunasining ikorr qiymati nisbatan barqaror bo'lib qolganligi, P. aeruginosa namunasi esa dastlabki 24 soatdan keyin sezilarli darajada o'zgarib turganligi ko'rsatilgan. P. aeruginosa namunalarining ikorr qiymatlari biologik bo'lmagan nazorat namunalariga qaraganda bir daraja yuqori bo'lgan. Bu tendentsiya qutblanish qarshiligi natijalariga mos keladi.
EIS korroziyalangan sirtlarda elektrokimyoviy reaksiyalarni tavsiflash uchun ishlatiladigan yana bir buzilmas usuldir. Abiotik muhit va Pseudomonas aeruginosa eritmasiga duchor bo'lgan namunalarning impedans spektrlari va hisoblangan sig'im qiymatlari, namuna yuzasida hosil bo'lgan passiv plyonka/bioplyonka qarshiligi Rb, zaryad uzatish qarshiligi Rct, elektr ikki qavatli sig'im Cdl (EDL) va doimiy QCPE faza elementi parametrlari (CPE). Ushbu parametrlar ekvivalent sxema (EEC) modeli yordamida ma'lumotlarni moslashtirish orqali qo'shimcha tahlil qilindi.
3-rasmda abiotik muhitda va P. aeruginosa bulonida turli inkubatsiya vaqtlari uchun 2707 HDSS namunalari uchun odatiy Nyquist grafiklari (a va b) va Bode grafiklari (a' va b') ko'rsatilgan. Nyquist halqasining diametri Pseudomonas aeruginosa ishtirokida kamayadi. Bode grafikasi (3b'-rasm) umumiy impedansning oshishini ko'rsatadi. Relaksatsiya vaqti konstantasi haqidagi ma'lumotni fazaviy maksimumlardan olish mumkin. 4-rasmda monoqatlam (a) va ikkiqatlam (b) va mos keladigan EEClarga asoslangan fizik tuzilmalar ko'rsatilgan. CPE EEC modeliga kiritilgan. Uning kirish va impedansi quyidagicha ifodalanadi:
2707 HDSS namunasining impedans spektrini moslashtirish uchun ikkita fizik model va mos keladigan ekvivalent sxemalar:
bu yerda Y0 KPI qiymati, j xayoliy son yoki (-1)1/2, ω burchak chastotasi, n KPI quvvat indeksi birdan kichik35. Zaryad uzatish qarshiligining teskarisi (ya'ni 1/Rct) korroziya tezligiga mos keladi. Rct qanchalik kichik bo'lsa, korroziya tezligi shuncha yuqori bo'ladi27. 14 kunlik inkubatsiyadan so'ng, Pseudomonas aeruginosa namunalarining Rcti 32 kΩ sm2 ga yetdi, bu biologik bo'lmagan namunalarning 489 kΩ sm2 dan ancha kam (4-jadval).
5-rasmdagi CLSM va SEM tasvirlari HDSS namunasi 2707 yuzasida 7 kundan keyin biofilm qoplamasi zich ekanligini aniq ko'rsatib turibdi. Biroq, 14 kundan keyin biofilm qoplamasi yomon bo'ldi va ba'zi o'lik hujayralar paydo bo'ldi. 5-jadvalda P. aeruginosa bilan 7 va 14 kun davomida ta'sirlanganidan keyin 2707 HDSS namunalarida biofilm qalinligi ko'rsatilgan. Maksimal biofilm qalinligi 7 kundan keyin 23,4 µm dan 14 kundan keyin 18,9 µm gacha o'zgargan. O'rtacha biofilm qalinligi ham bu tendentsiyani tasdiqladi. U 7 kundan keyin 22,2 ± 0,7 µm dan 14 kundan keyin 17,8 ± 1,0 µm gacha pasaygan.
(a) 7 kundan keyin olingan 3 o'lchamli CLSM tasviri, (b) 14 kundan keyin olingan 3 o'lchamli CLSM tasviri, (c) 7 kundan keyin olingan SEM tasviri va (d) 14 kundan keyin olingan SEM tasviri.
EMF 14 kun davomida P. aeruginosa ta'sirida bo'lgan namunalarda biofilmlar va korroziya mahsulotlarida kimyoviy elementlarni aniqladi. 6-rasmda biofilmlar va korroziya mahsulotlaridagi C, N, O va P miqdori sof metallarga qaraganda ancha yuqori ekanligi ko'rsatilgan, chunki bu elementlar biofilmlar va ularning metabolitlari bilan bog'liq. Mikroblarga faqat iz miqdorida xrom va temir kerak. Biofilm va namunalar yuzasidagi korroziya mahsulotlarida Cr va Fe ning yuqori darajasi metall matritsasida korroziya tufayli elementlar yo'qolganligini ko'rsatadi.
14 kundan so'ng, 2216E muhitida P. aeruginosa bilan va bo'lmagan chuqurchalar kuzatildi. Inkubatsiyadan oldin namunalar yuzasi silliq va nuqsonsiz edi (7a-rasm). Inkubatsiyadan va bioplyonka va korroziya mahsulotlarini olib tashlagandan so'ng, namunalar yuzasidagi eng chuqur chuqurchalar 7b va c-rasmlarda ko'rsatilganidek, CLSM yordamida tekshirildi. Biologik bo'lmagan nazorat namunalari yuzasida aniq chuqurchalar topilmadi (maksimal chuqurchalar chuqurligi 0,02 µm). P. aeruginosa keltirib chiqargan maksimal chuqurchalar chuqurligi 7 kunda 0,52 µm va 14 kunda 0,69 µm ni tashkil etdi, bu 3 ta namunadan olingan o'rtacha maksimal chuqurchalar chuqurligiga asoslanadi (har bir namuna uchun 10 ta maksimal chuqurchalar chuqurligi tanlangan). Mos ravishda 0,42 ± 0,12 µm va 0,52 ± 0,15 µm ga erishildi (5-jadval). Teshik chuqurligining bu qiymatlari kichik, ammo muhimdir.
(a) ta'sir qilishdan oldin, (b) abiotik muhitda 14 kun va (c) Pseudomonas aeruginosa bulonida 14 kun.
8-rasmda turli namunaviy sirtlarning XPS spektrlari ko'rsatilgan va har bir sirt uchun tahlil qilingan kimyoviy tarkib 6-jadvalda umumlashtirilgan. 6-jadvalda P. aeruginosa (A va B namunalari) ishtirokidagi Fe va Cr ning atom foizlari biologik bo'lmagan nazorat guruhlarinikidan ancha past edi (C va D namunalari). P. aeruginosa namunasi uchun Cr 2p yadrosi darajasidagi spektral egri chiziq mos ravishda Cr, Cr2O3, CrO3 va Cr(OH)3 ga bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan 574,4, 576,6, 578,3 va 586,8 eV bog'lanish energiyalariga (BE) ega to'rtta cho'qqi komponentlariga moslashtirilgan (9a va b-rasmlar). Biologik bo'lmagan namunalar uchun asosiy Cr 2p darajasining spektrida mos ravishda 9c va d-rasmlarda Cr (BE uchun 573,80 eV) va Cr2O3 (BE uchun 575,90 eV) uchun ikkita asosiy cho'qqi mavjud. Abiotik namunalar va P. aeruginosa namunalari orasidagi eng sezilarli farq Cr6+ ning mavjudligi va biofilm ostida Cr(OH)3 ning yuqori nisbiy ulushi (BE 586,8 eV) edi.
Ikki muhitda 2707 HDSS namunasi yuzasining keng XPS spektrlari mos ravishda 7 va 14 kunni tashkil qiladi.
(a) P. aeruginosa bilan 7 kunlik ta'sir, (b) P. aeruginosa bilan 14 kunlik ta'sir, (c) abiotik muhitda 7 kun va (d) abiotik muhitda 14 kun.
HDSS ko'pgina muhitlarda yuqori darajadagi korroziyaga chidamlilikni namoyish etadi. Kim va boshqalar.2 HDSS UNS S32707 ning PREN qiymati 45 dan yuqori bo'lgan yuqori darajada qotishma DSS sifatida aniqlanganligini xabar qilishdi. Ushbu ishda 2707 HDSS namunasining PREN qiymati 49 ga teng edi. Bu xrom miqdori yuqori va kislotali muhitda foydali bo'lgan molibden va nikelning yuqori miqdori bilan bog'liq. va xlorid miqdori yuqori bo'lgan muhitlar. Bundan tashqari, muvozanatli tarkib va ​​nuqsonsiz mikrotuzilma strukturaviy barqarorlik va korroziyaga chidamlilik uchun foydalidir. Biroq, uning ajoyib kimyoviy qarshiligiga qaramay, ushbu ishdagi eksperimental ma'lumotlar 2707 HDSS P. aeruginosa biofilm MIClariga to'liq immunitetga ega emasligini ko'rsatadi.
Elektrokimyoviy natijalar shuni ko'rsatdiki, P. aeruginosa bulonidagi 2707 HDSS ning korroziya tezligi 14 kundan keyin biologik bo'lmagan muhitga nisbatan sezilarli darajada oshdi. 2a-rasmda dastlabki 24 soat ichida abiotik muhitda ham, P. aeruginosa bulonida ham Eocp ning pasayishi kuzatildi. Shundan so'ng, bioplyonka namunaning yuzasini to'liq qoplaydi va Eocp nisbatan barqarorlashadi36. Biroq, biologik Eocp darajasi biologik bo'lmagan Eocp darajasidan ancha yuqori edi. Bu farq P. aeruginosa bioplyonkalarining shakllanishi bilan bog'liq deb taxmin qilish uchun asoslar mavjud. 2d-rasmda P. aeruginosa ishtirokida icorr 2707 HDSS qiymati 0,627 μA sm-2 ga yetdi, bu abiotik nazorat qiymatidan (0,063 μA sm-2) bir daraja yuqori, bu EIS tomonidan o'lchangan Rct qiymatiga mos keladi. Dastlabki bir necha kun ichida P. aeruginosa bulonidagi impedans qiymatlari P. aeruginosa hujayralarining birikishi va bioplyonkalarning hosil bo'lishi tufayli oshdi. Biroq, bioplyonka namuna yuzasini to'liq qoplaganida, impedans kamayadi. Himoya qatlami asosan bioplyonkalar va bioplyonka metabolitlarining hosil bo'lishi tufayli hujumga uchraydi. Natijada, vaqt o'tishi bilan korroziyaga chidamlilik pasaydi va P. aeruginosa ning birikishi mahalliy korroziyaga olib keldi. Abiotik muhitdagi tendentsiyalar boshqacha edi. Biologik bo'lmagan nazoratning korroziyaga chidamliligi P. aeruginosa buloniga duchor bo'lgan namunalarning mos keladigan qiymatidan ancha yuqori edi. Bundan tashqari, abiotik namunalar uchun Rct 2707 HDSS qiymati 14-kuni 489 kΩ sm2 ga yetdi, bu P. aeruginosa ishtirokidagi Rct qiymatidan (32 kΩ sm2) 15 baravar yuqori. Shunday qilib, 2707 HDSS steril muhitda ajoyib korroziyaga chidamlilikka ega, ammo P. aeruginosa biofilmlaridan chiqadigan MIClarga chidamli emas.
Bu natijalarni 2b-rasmdagi polyarizatsiya egri chiziqlaridan ham kuzatish mumkin. Anod tarmoqlanish Pseudomonas aeruginosa bioplyonkasining shakllanishi va metall oksidlanish reaksiyalari bilan bog'liq. Bu holda, katodik reaksiya kislorodning kamayishi hisoblanadi. P. aeruginosa ning mavjudligi korroziya oqimi zichligini sezilarli darajada oshirdi, bu abiotik nazoratga qaraganda taxminan bir daraja yuqori. Bu P. aeruginosa bioplyonkasi 2707 HDSS ning lokal korroziyasini kuchaytirishidan dalolat beradi. Yuan va boshqalar.29 Cu-Ni 70/30 qotishmasining korroziya oqimi zichligi P. aeruginosa bioplyonkasi ta'sirida oshganligini aniqladilar. Bu Pseudomonas aeruginosa bioplyonkalari tomonidan kislorodning kamayishi biokataliziga bog'liq bo'lishi mumkin. Ushbu kuzatish ushbu ishdagi MIC 2707 HDSS ni ham tushuntirishi mumkin. Aerob bioplyonkalar ostida kislorod kamroq bo'lishi mumkin. Shuning uchun, metall yuzasini kislorod bilan qayta passivatsiya qilishdan bosh tortish ushbu ishda MIC ga hissa qo'shadigan omil bo'lishi mumkin.
Dikinson va boshqalar 38 kimyoviy va elektrokimyoviy reaksiyalar tezligiga namuna yuzasidagi o'tirgan bakteriyalarning metabolik faolligi va korroziya mahsulotlarining tabiati bevosita ta'sir qilishi mumkinligini ta'kidladilar. 5-rasm va 5-jadvalda ko'rsatilganidek, 14 kundan keyin hujayralar soni va bioplyonka qalinligi kamaydi. Buni 14 kundan keyin 2707 HDSS yuzasidagi o'tirgan hujayralarning aksariyati 2216E muhitida ozuqa moddalarining kamayishi yoki 2707 HDSS matritsasidan zaharli metall ionlarining ajralib chiqishi tufayli nobud bo'lganligi bilan izohlash mumkin. Bu partiyaviy tajribalarning cheklanishidir.
Ushbu ishda P. aeruginosa biofilmi 2707 HDSS yuzasida biofilm ostida Cr va Fe ning mahalliy kamayishiga hissa qo'shdi (6-rasm). 6-jadvalda C namunasiga nisbatan D namunasidagi Fe va Cr ning kamayishi ko'rsatilgan, bu P. aeruginosa biofilmi tomonidan hosil bo'lgan erigan Fe va Cr dastlabki 7 kun davomida saqlanib qolganligini ko'rsatadi. Dengiz muhitini simulyatsiya qilish uchun 2216E muhiti ishlatiladi. U 17700 ppm Cl- ni o'z ichiga oladi, bu uning tabiiy dengiz suvidagi miqdoriga teng. 17700 ppm Cl- ning mavjudligi XPS tomonidan tahlil qilingan 7 va 14 kunlik abiotik namunalarda Cr ning kamayishining asosiy sababi bo'lgan. P. aeruginosa namunalari bilan taqqoslaganda, abiotik namunalarda Cr ning erishi 2707 HDSS ning abiotik sharoitlarda xlorga kuchli qarshiligi tufayli ancha kam bo'lgan. 9-rasmda passivlovchi plyonkada Cr6+ ning mavjudligi ko'rsatilgan. Chen va Kleyton tomonidan taklif qilinganidek, u P. aeruginosa biofilmlari tomonidan po'lat yuzalardan xromni olib tashlashda ishtirok etishi mumkin.
Bakteriyalarning ko'payishi tufayli, kultivatsiyadan oldin va keyin muhitning pH qiymatlari mos ravishda 7,4 va 8,2 ni tashkil etdi. Shunday qilib, P. aeruginosa biofilmidan pastda, ommaviy muhitda nisbatan yuqori pH tufayli organik kislota korroziyasi bu ishga hissa qo'shishi ehtimoldan yiroq. Biologik bo'lmagan nazorat muhitining pH qiymati 14 kunlik sinov davrida sezilarli darajada o'zgarmadi (dastlabki 7,4 dan oxirgi 7,5 gacha). Inkubatsiyadan keyin urug'lik muhitida pH ning oshishi P. aeruginosa metabolik faolligi bilan bog'liq edi va sinov chiziqlari bo'lmagan taqdirda ham pH ga xuddi shunday ta'sir ko'rsatishi aniqlandi.
7-rasmda ko'rsatilgandek, P. aeruginosa biofilmining hosil qilgan maksimal chuqurlik chuqurligi 0,69 µm ni tashkil etdi, bu abiotik muhitnikidan (0,02 µm) ancha katta. Bu yuqorida tavsiflangan elektrokimyoviy ma'lumotlarga mos keladi. 0,69 µm chuqurlik xuddi shu sharoitlarda 2205 DSS uchun xabar qilingan 9,5 µm qiymatdan o'n baravar kichikroq. Ushbu ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, 2707 HDSS 2205 DSS ga qaraganda MIClarga nisbatan yaxshiroq qarshilik ko'rsatadi. Bu ajablanarli bo'lmasligi kerak, chunki 2707 HDSS uzoqroq passivatsiyani ta'minlaydigan, P. aeruginosa ni depassivatsiya qilish qiyinroq bo'lgan va zararli ikkilamchi yog'ingarchiliksiz muvozanatli fazaviy tuzilishi tufayli chuqurlik hosil bo'lishiga olib keladi.
Xulosa qilib aytganda, abiotik muhitdagi ahamiyatsiz chuqurlarga nisbatan P. aeruginosa bulonidagi 2707 HDSS yuzasida MIC chuqurchalari topilgan. Ushbu ish shuni ko'rsatadiki, 2707 HDSS 2205 DSS ga qaraganda MIC ga nisbatan yaxshiroq qarshilikka ega, ammo P. aeruginosa biofilmi tufayli u MIC ga to'liq immunitetga ega emas. Ushbu natijalar dengiz muhiti uchun mos zanglamaydigan po'latlarni tanlashga va ularning umr ko'rish davomiyligiga yordam beradi.
Xitoyning Shenyang shahridagi Shimoli-sharqiy universiteti (NEU) Metallurgiya maktabi tomonidan taqdim etilgan 2707 HDSS uchun kupon. 2707 HDSS ning elementar tarkibi 1-jadvalda keltirilgan bo'lib, u NEU materiallar tahlili va sinov bo'limi tomonidan tahlil qilingan. Barcha namunalar 1180°C da 1 soat davomida qattiq eritma uchun ishlov berildi. Korroziya sinovidan oldin, yuqori ochiq yuzasi 1 sm2 bo'lgan tanga shaklidagi 2707 HDSS kremniy karbid zımpara bilan 2000 gritgacha silliqlandi va keyin 0,05 µm Al2O3 kukunli shlam bilan silliqlandi. Yon va pastki qismi inert bo'yoq bilan himoyalangan. Quritgandan so'ng, namunalar steril deionizatsiyalangan suv bilan yuvildi va 75% (v/v) etanol bilan 0,5 soat davomida sterilizatsiya qilindi. Keyin ular ishlatishdan oldin 0,5 soat davomida ultrabinafsha (UB) nur ostida havoda quritildi.
Dengiz Pseudomonas aeruginosa shtammi MCCC 1A00099 Xitoyning Xiamen dengiz madaniyati yig'ish markazidan (MCCC) sotib olindi. Pseudomonas aeruginosa 37°C da aerob sharoitida 250 ml kolbalarda va 500 ml shisha elektrokimyoviy katakchalarda Marine 2216E suyuq muhitidan (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Xitoy) foydalanib o'stirildi. O'rtacha tarkibida (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 xamirturush ekstrakti va 0.1 temir sitrat mavjud. Emlashdan oldin 20 daqiqa davomida 121°C da avtoklavlang. 400x kattalashtirishda yorug'lik mikroskopi ostida gemotsitometr yordamida harakatsiz va plankton hujayralarni sanang. Emlashdan so'ng darhol planktonik Pseudomonas aeruginosa ning dastlabki konsentratsiyasi taxminan 106 hujayra/ml ni tashkil etdi.
Elektrokimyoviy sinovlar o'rtacha hajmi 500 ml bo'lgan klassik uch elektrodli shisha katakchada o'tkazildi. Platina varag'i va to'yingan kalomel elektrodi (SAE) reaktorga tuz ko'priklari bilan to'ldirilgan Luggin kapillyarlari orqali ulandi, ular mos ravishda qarshi va mos yozuvlar elektrodlari bo'lib xizmat qildi. Ishchi elektrodlarni ishlab chiqarish uchun har bir namunaga rezinalangan mis sim biriktirildi va epoksi qatroni bilan qoplandi, bu esa bir tomondan ishchi elektrod uchun taxminan 1 sm2 himoyalanmagan maydon qoldirdi. Elektrokimyoviy o'lchovlar paytida namunalar 2216E muhitiga joylashtirildi va suv hammomida doimiy inkubatsiya haroratida (37°C) saqlandi. OCP, LPR, EIS va potensial dinamik polyarizatsiya ma'lumotlari Autolab potentiostati (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., AQSh) yordamida o'lchandi. LPR sinovlari -5 dan 5 mV gacha bo'lgan diapazonda Eocp va 1 Gts namuna olish tezligi bilan 0,125 mV s-1 skanerlash tezligida qayd etildi. EIS barqaror holatdagi Eocp da 5 mV kuchlanishli qo'llanilgan holda 0,01 dan 10 000 Gts gacha bo'lgan chastota diapazonida sinus to'lqini bilan amalga oshirildi. Potensial supurishdan oldin, elektrodlar erkin korroziya potensialining barqaror qiymatiga erishilgunga qadar bo'sh rejimda bo'lishdi. Keyin polyarizatsiya egri chiziqlari Eocp funksiyasi sifatida -0,2 dan 1,5 V gacha 0,166 mV/s skanerlash tezligida o'lchandi. Har bir sinov P. aeruginosa bilan va P. aeruginosasiz 3 marta takrorlandi.
Metallografik tahlil uchun namunalar 2000 gritli nam SiC qog'oz bilan mexanik ravishda sayqallandi va keyin optik kuzatish uchun 0,05 µm Al2O3 kukunli suspenziya bilan yanada sayqallandi. Metallografik tahlil optik mikroskop yordamida amalga oshirildi. Namunalar 10% og'irlikdagi kaliy gidroksid 43 eritmasi bilan o'yilgan.
Inkubatsiyadan so'ng, namunalar fosfat tamponli sho'r suv (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) bilan 3 marta yuvildi va keyin bioplyonkalarni fiksatsiya qilish uchun 10 soat davomida 2.5% (v/v) glutaraldegid bilan fiksatsiya qilindi. Keyin havoda quritishdan oldin u aralashtirilgan etanol (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% va 100% hajmda) bilan quritildi. Nihoyat, SEM kuzatuvi uchun o'tkazuvchanlikni ta'minlash uchun namuna yuzasiga oltin plyonka qo'yildi. SEM tasvirlari har bir namunaning yuzasida eng o'tirgan P. aeruginosa hujayralari bo'lgan joylarga qaratilgan edi. Kimyoviy elementlarni topish uchun EDS tahlilini o'tkazing. Chuqur chuqurligini o'lchash uchun Zeiss konfokal lazerli skanerlash mikroskopi (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germaniya) ishlatilgan. Bioplyonka ostidagi korroziya chuqurlarini kuzatish uchun sinov namunasi avval Xitoy milliy standarti (CNS) GB/T4334.4-2000 ga muvofiq tozalandi va sinov namunasi yuzasidan korroziya mahsulotlari va bioplyonkani olib tashlandi.
Rentgen fotoelektron spektroskopiyasi (XPS, ESCALAB250 sirt tahlil tizimi, Thermo VG, AQSh) tahlili monoxromatik rentgen manbai (energiyasi 1500 eV va quvvati 150 Vt bo'lgan alyuminiy Kα liniyasi) yordamida -1350 eV standart sharoitida keng bog'lanish energiyalari 0 diapazonida amalga oshirildi. Yuqori aniqlikdagi spektrlar 50 eV uzatish energiyasi va 0,2 eV bosqich yordamida qayd etildi.
Inkubatsiya qilingan namunalar olib tashlandi va 15 s45 davomida PBS (pH 7.4 ± 0.2) bilan muloyimlik bilan yuvildi. Namunalardagi biofilmlarning bakteriyalarga chidamliligini kuzatish uchun biofilmlar LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, AQSh) yordamida bo'yaldi. To'plamda ikkita lyuminestsent bo'yoq mavjud: SYTO-9 yashil lyuminestsent bo'yoq va propidium yodid (PI) qizil lyuminestsent bo'yoq. CLSMda lyuminestsent yashil va qizil nuqtalar mos ravishda tirik va o'lik hujayralarni ifodalaydi. Bo'yash uchun 3 µl SYTO-9 va 3 µl PI eritmasidan iborat 1 ml aralashma xona haroratida (23°C) qorong'uda 20 daqiqa davomida inkubatsiya qilindi. Shundan so'ng, bo'yalgan namunalar Nikon CLSM apparati (C2 Plus, Nikon, Yaponiya) yordamida ikki to'lqin uzunliklarida (tirik hujayralar uchun 488 nm va o'lik hujayralar uchun 559 nm) tekshirildi. Biofilm qalinligi 3D skanerlash rejimida o'lchandi.
Ushbu maqolani qanday iqtibos qilish mumkin: Li, H. va boshqalar. Pseudomonas aeruginosa dengiz biofilmi tomonidan 2707 super dupleks zanglamaydigan po'latning mikrobial korroziyasi. fan. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 dupleks zanglamaydigan po'latining xlorid eritmalarida tiosulfat ishtirokida stressli korroziya yorilishiga olib kelishi. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 dupleks zanglamaydigan po'latining xlorid eritmalarida tiosulfat ishtirokida stressli korroziya yorilishiga olib kelishi. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Korrozionnoe rastreskivanie pod napryajeniem duplexnoy nerjaveyushchey stali LDX 2101 va nastravah xloridov va prisutstvia tiosulfata. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Tiosulfat ishtirokida xlorid eritmalarida LDX 2101 dupleks zanglamaydigan po'latining stressli korroziyali yorilishi. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 língíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngjíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngjíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngjíngíngíngíngjíngíngíngíngíngíngíngíngjíngjíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíníngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíníngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíníngíngíngíngíngíngíngíngíngíínėng. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 zanglamas po'latdan sulfatyngyngjngjngjngjngjngjnngjnngjngjngjnngjnngng Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Korrozionnoe rastreskivanie pod napryajeniem duplexnoy nerjaveyushchey stali LDX 2101 va nastutstviya tiosulfatadagi rastorre xlorida. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 dupleks zanglamaydigan po'latining xlorid eritmasida tiosulfat ishtirokida stressli korroziya yorilishiga olib kelishi.koros fan 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Himoya gazidagi eritmani issiqlik bilan ishlov berish va azotning giperdupleks zanglamaydigan po'latdan yasalgan payvandlarning chuqurchaga chidamliligiga ta'siri. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Himoya gazidagi eritmani issiqlik bilan ishlov berish va azotning giperdupleks zanglamaydigan po'latdan yasalgan payvandlarning chuqurchaga chidamliligiga ta'siri.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS va Park, YS Himoya gazidagi eritmani issiqlik bilan ishlov berish va azotning giperdupleks zanglamaydigan po'latdan yasalgan payvandlarning chuqurchaga chidamliligiga ta'siri. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS va Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS va Park, YS Super dupleks zanglamaydigan po'latdan yasalgan payvandlarning chuqurchaga chidamliligiga eritmani issiqlik bilan ishlov berish va himoya gazidagi azotning ta'siri.Koros. fan. 53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 316L zanglamaydigan po'latning mikrobial va elektrokimyoviy induktsiyalangan chuqurchalar hosil bo'lishi kimyosi bo'yicha qiyosiy tadqiqot. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 316L zanglamaydigan po'latning mikrobial va elektrokimyoviy induktsiyalangan chuqurchalar hosil bo'lishi kimyosi bo'yicha qiyosiy tadqiqot.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. va Lewandowski, Z. 316L zanglamaydigan po'latning mikrobiologik va elektrokimyoviy chuqurchaga aylanishining qiyosiy kimyoviy tadqiqoti. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Levandovski, Z. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. va Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. va Lewandowski, Z. 316L zanglamaydigan po'latda mikrobiologik va elektrokimyoviy induktsiyalangan chuqurchalar hosil bo'lishining qiyosiy kimyoviy tadqiqoti.Koros. fan. 45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Xlorid ishtirokida turli pH qiymatlariga ega ishqoriy eritmalarda 2205 dupleks zanglamaydigan po'latning elektrokimyoviy xatti-harakati. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Xlorid ishtirokida turli pH qiymatlariga ega ishqoriy eritmalarda 2205 dupleks zanglamaydigan po'latning elektrokimyoviy xatti-harakati.Luo H., Dong KF, Lee HG va Xiao K. Xlorid ishtirokida turli pH qiymatlariga ega ishqoriy eritmalarda dupleks zanglamaydigan po'lat 2205 ning elektrokimyoviy xatti-harakati. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 língíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngíngjínínng Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Ishqoriy eritmada turli pH qiymatlarida xlorid ishtirokida zanglamaydigan po'latning elektrokimyoviy xatti-harakati.Luo H., Dong KF, Lee HG va Xiao K. Xlorid ishtirokida turli pH qiymatlariga ega ishqoriy eritmalarda dupleks zanglamaydigan po'lat 2205 ning elektrokimyoviy xatti-harakati.Elektrokimyo. Jurnal. 64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Dengiz biofilmlarining korroziyaga ta'siri: Qisqacha sharh. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Dengiz biofilmlarining korroziyaga ta'siri: Qisqacha sharh.Little, BJ, Lee, JS va Ray, RI Dengiz biofilmlarining korroziyaga ta'siri: Qisqacha sharh. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI. Little, BJ, Lee, JS va Ray, RILittle, BJ, Lee, JS va Ray, RI Dengiz biofilmlarining korroziyaga ta'siri: Qisqacha sharh.Elektrokimyo. Jurnal. 54, 2-7 (2008).