Dėkojame, kad apsilankėte Nature.com.Naudojama naršyklės versija turi ribotą CSS palaikymą.Norėdami gauti geriausią patirtį, rekomenduojame naudoti atnaujintą naršyklę (arba išjungti suderinamumo režimą „Internet Explorer“).Tuo tarpu norėdami užtikrinti nuolatinį palaikymą, svetainę pateiksime be stilių ir „JavaScript“.
Mikrobinė korozija (MIC) yra rimta daugelio pramonės šakų problema, nes ji gali sukelti didžiulius ekonominius nuostolius.Super dvipusis nerūdijantis plienas 2707 (2707 HDSS) naudojamas jūrinėje aplinkoje dėl puikaus cheminio atsparumo.Tačiau jo atsparumas MIC nebuvo eksperimentiškai įrodytas.Šiame tyrime buvo tiriamas MIC 2707 HDSS elgesys, kurį sukelia jūrinė aerobinė bakterija Pseudomonas aeruginosa.Elektrocheminė analizė parodė, kad esant Pseudomonas aeruginosa bioplėvelei 2216E terpėje, pasikeičia teigiamas korozijos potencialas ir padidėja korozijos srovės tankis.Rentgeno spindulių fotoelektroninės spektroskopijos (XPS) analizė parodė, kad mėginio paviršiuje po bioplėvele sumažėjo Cr kiekis.Vizuali duobių analizė parodė, kad P. aeruginosa bioplėvelė per 14 inkubacijos dienų pagamino didžiausią duobės gylį 0,69 µm.Nors tai yra maža, tai rodo, kad 2707 HDSS nėra visiškai apsaugotas nuo P. aeruginosa bioplėvelių MIC.
Dvipusis nerūdijantis plienas (DSS) yra plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose dėl puikaus puikių mechaninių savybių ir atsparumo korozijai derinio1,2.Tačiau vis tiek atsiranda vietinių duobių, kurios turi įtakos šio plieno vientisumui3,4.DSS nėra atsparus mikrobinei korozijai (MIC)5,6.Nepaisant plataus DSS pritaikymo spektro, vis dar yra aplinkų, kuriose DSS atsparumo korozijai nepakanka ilgalaikiam naudojimui.Tai reiškia, kad reikalingos brangesnės medžiagos, turinčios didesnį atsparumą korozijai.Jeon ir kt.7 nustatė, kad net super dvipusis nerūdijantis plienas (SDSS) turi tam tikrų atsparumo korozijai apribojimų.Todėl kai kuriais atvejais reikalingas nerūdijančiojo plieno (HDSS) aukštesnis atsparumas korozijai.Dėl to buvo sukurtas labai legiruotas HDSS.
Atsparumas korozijai DSS priklauso nuo alfa ir gama fazių santykio ir yra išeikvotas Cr, Mo ir W srityse 8, 9, 10 greta antrosios fazės.HDSS sudėtyje yra daug Cr, Mo ir N11, todėl jis turi puikų atsparumą korozijai ir aukštą lygiaverčio atsparumo duobėjimui skaičiaus (PREN) vertę (45-50), nustatytą pagal masės % Cr + 3,3 (masės % Mo +). 0,5 masės % masės) + 16 masės %.N12.Puikus atsparumas korozijai priklauso nuo subalansuotos sudėties, kurioje yra maždaug 50 % feritinės (α) ir 50 % austenitinės (γ) fazės.HDSS pasižymi geresnėmis mechaninėmis savybėmis ir didesniu atsparumu chlorido korozijai.Patobulintas atsparumas korozijai leidžia išplėsti HDSS naudojimą agresyvesnėse chlorido aplinkose, pavyzdžiui, jūros aplinkoje.
MIC yra pagrindinė problema daugelyje pramonės šakų, pavyzdžiui, naftos, dujų ir vandens pramonės14.MIC sudaro 20 % visų korozijos pažeidimų15.MIC yra bioelektrocheminė korozija, kurią galima pastebėti daugelyje aplinkų.Ant metalinių paviršių susidarančios bioplėvelės keičia elektrochemines sąlygas, taip paveikdamos korozijos procesą.Plačiai manoma, kad MIC koroziją sukelia bioplėvelės.Elektrogeniniai mikroorganizmai valgo metalus, kad gautų išgyvenimui reikalingos energijos17.Naujausi MIC tyrimai parodė, kad EET (tarpląstelinis elektronų perdavimas) yra greitį ribojantis veiksnys MIC, kurį sukelia elektrogeniniai mikroorganizmai.Zhang ir kt.18 parodė, kad elektronų tarpininkai pagreitina elektronų perdavimą tarp Desulfovibrio sessificans ląstelių ir 304 nerūdijančio plieno, todėl MIC ataka yra sunkesnė.Anning ir kt.19 ir Wenzlaff ir kt.20 parodė, kad korozinių sulfatą redukuojančių bakterijų (SRB) bioplėvelės gali tiesiogiai sugerti elektronus iš metalinių substratų, todėl atsiranda didelių duobių.
Yra žinoma, kad DSS yra jautrus MIC terpėje, kurioje yra SRB, geležies kiekį mažinančių bakterijų (IRB) ir kt. 21 .Šios bakterijos sukelia lokalizuotas duobes DSS paviršiuje po bioplėvelėmis 22, 23.Skirtingai nuo DSS, HDSS24 MIC nėra gerai žinomas.
Pseudomonas aeruginosa yra gramneigiama, judri, lazdelės formos bakterija, plačiai paplitusi gamtoje25.Pseudomonas aeruginosa taip pat yra pagrindinė mikrobų grupė jūrų aplinkoje, dėl kurios padidėja MIC koncentracija.Pseudomonas aktyviai dalyvauja korozijos procese ir yra pripažintas kaip pradininkas kolonizatorius formuojant bioplėvelę.Mahat ir kt.28 ir Yuan ir kt.29 parodė, kad Pseudomonas aeruginosa linkęs padidinti švelnaus plieno ir lydinių korozijos greitį vandens aplinkoje.
Pagrindinis šio darbo tikslas buvo ištirti jūrinės aerobinės bakterijos Pseudomonas aeruginosa sukeltos MIC 2707 HDSS savybes, naudojant elektrocheminius metodus, paviršiaus analizės metodus ir korozijos produktų analizę.Siekiant ištirti MIC 2707 HDSS elgseną, buvo atlikti elektrocheminiai tyrimai, įskaitant atviros grandinės potencialą (OCP), linijinę poliarizaciją (LPR), elektrocheminės varžos spektroskopiją (EIS) ir potencialų dinaminę poliarizaciją.Energijos dispersinė spektrometrinė analizė (EDS) buvo atlikta siekiant aptikti cheminius elementus ant korozijos pažeisto paviršiaus.Be to, rentgeno fotoelektronų spektroskopija (XPS) buvo naudojama oksido plėvelės pasyvavimo stabilumui nustatyti veikiant jūros aplinkai, kurioje yra Pseudomonas aeruginosa.Duobių gylis buvo matuojamas konfokaliniu lazeriniu skenuojančiu mikroskopu (CLSM).
1 lentelėje parodyta 2707 HDSS cheminė sudėtis.2 lentelėje parodyta, kad 2707 HDSS pasižymi puikiomis mechaninėmis savybėmis, kurių takumo riba yra 650 MPa.Ant pav.1 parodyta termiškai apdoroto tirpalo 2707 HDSS optinė mikrostruktūra.Mikrostruktūroje, kurioje yra apie 50 % austenito ir 50 % ferito fazių, matomos pailgos austenito ir ferito fazių juostos be antrinių fazių.
Ant pav.2a parodytas atviros grandinės potencialas (Eocp) palyginti su ekspozicijos trukme 2707 HDSS 2216E abiotinėje terpėje ir P. aeruginosa sultinyje 14 dienų 37 °C temperatūroje.Tai rodo, kad didžiausias ir reikšmingiausias Eocp pokytis įvyksta per pirmąsias 24 valandas.Eocp vertės abiem atvejais pasiekė -145 mV (palyginti su SCE) maždaug po 16 valandų, o po to smarkiai nukrito, pasiekdamos -477 mV (palyginti su SCE) ir -236 mV (palyginti su SCE) abiotiniam mėginiui.ir P Pseudomonas aeruginosa kuponus).Po 24 valandų Eocp 2707 HDSS vertė P. aeruginosa buvo santykinai stabili –228 mV (palyginti su SCE), o atitinkama nebiologinių mėginių vertė buvo maždaug –442 mV (palyginti su SCE).Eocp, esant P. aeruginosa, buvo gana mažas.
2707 HDSS mėginių elektrocheminis tyrimas abiotinėje terpėje ir Pseudomonas aeruginosa sultinyje 37 °C temperatūroje:
a) Eocp kaip ekspozicijos laiko funkcija, b) poliarizacijos kreivės 14 dieną, c) Rp kaip ekspozicijos laiko funkcija ir d) icorr kaip ekspozicijos laiko funkcija.
3 lentelėje pateikti 2707 HDSS mėginių, kurie buvo paveikti abiotinėmis ir Pseudomonas aeruginosa inokuliuotomis terpėmis per 14 dienų, elektrocheminės korozijos parametrai.Anodo ir katodo kreivių liestinės buvo ekstrapoliuotos, kad būtų gautos sankirtos, nurodančios korozijos srovės tankį (icorr), korozijos potencialą (Ecorr) ir Tafelio nuolydį (βα ir βc) pagal standartinius metodus30, 31.
Kaip parodyta pav.2b, P. aeruginosa kreivės poslinkis į viršų lėmė Ecorr padidėjimą, palyginti su abiotine kreive.Korozijos greičiui proporcinga icorr reikšmė Pseudomonas aeruginosa mėginyje padidėjo iki 0,328 µA cm-2, o tai yra keturis kartus didesnė nei nebiologiniame mėginyje (0,087 µA cm-2).
LPR yra klasikinis neardomasis elektrocheminis greitos korozijos analizės metodas.Jis taip pat buvo naudojamas tiriant MIC32.Ant pav.2c parodyta poliarizacijos varža (Rp) kaip ekspozicijos laiko funkcija.Didesnė Rp vertė reiškia mažesnę koroziją.Per pirmąsias 24 valandas Rp 2707 HDSS didžiausias buvo 1955 kΩ cm2 abiotiniams mėginiams ir 1429 kΩ cm2 Pseudomonas aeruginosa mėginiams.2c paveiksle taip pat parodyta, kad Rp vertė greitai sumažėjo po vienos dienos ir išliko palyginti nepakitusi per kitas 13 dienų.Pseudomonas aeruginosa mėginio Rp vertė yra apie 40 kΩ cm2, o tai yra daug mažesnė nei nebiologinio mėginio 450 kΩ cm2 vertė.
Icorr reikšmė yra proporcinga vienodam korozijos greičiui.Jo vertę galima apskaičiuoti pagal šią Stern-Giri lygtį:
Pasak Zoe ir kt.33, tipinė Tafel šlaito B vertė šiame darbe buvo 26 mV/dec.2d paveiksle parodyta, kad nebiologinio mėginio 2707 icorr išliko gana stabilus, o P. aeruginosa mėginio labai svyravo po pirmųjų 24 valandų.P. aeruginosa mėginių icorr reikšmės buvo eilės tvarka didesnės nei nebiologinių kontrolinių mėginių.Ši tendencija atitinka atsparumo poliarizacijai rezultatus.
EIS yra dar vienas neardomasis metodas, naudojamas apibūdinti elektrochemines reakcijas ant korozijos pažeistų paviršių.Abiotinėje aplinkoje ir Pseudomonas aeruginosa tirpale veikiamų mėginių varžos spektrai ir apskaičiuotos talpos vertės, mėginio paviršiuje susidaręs pasyviosios plėvelės/bioplėvelės atsparumas Rb, krūvio perdavimo varža Rct, elektrinė dvigubo sluoksnio talpa Cdl (EDL) ir pastovūs QCPE fazės elemento parametrai. (CPE).Šie parametrai buvo toliau analizuojami pritaikant duomenis naudojant ekvivalentinės grandinės (EEB) modelį.
Ant pav.3 parodytos tipinės Nyquist diagramos (a ir b) ir Bode diagramos (a' ir b') 2707 HDSS mėginiams abiotinėje terpėje ir P. aeruginosa sultinyje skirtingam inkubacijos laikui.Nyquist žiedo skersmuo mažėja esant Pseudomonas aeruginosa.Bode diagrama (3b pav.) rodo bendrosios varžos padidėjimą.Informaciją apie atsipalaidavimo laiko konstantą galima gauti iš fazių maksimumų.Ant pav.4 parodytos fizinės struktūros, pagrįstos monosluoksniu (a) ir dvisluoksniu (b) bei atitinkamomis EEC.CPE įtrauktas į EEB modelį.Jo įleidimas ir varža išreiškiami taip:
Du fiziniai modeliai ir atitinkamos lygiavertės grandinės, skirtos 2707 HDSS pavyzdžio varžos spektrui pritaikyti:
kur Y0 yra KPI reikšmė, j yra įsivaizduojamas skaičius arba (-1)1/2, ω yra kampinis dažnis, n yra KPI galios indeksas, mažesnis už vieną35.Įkrovos perdavimo pasipriešinimo inversija (ty 1/Rct) atitinka korozijos greitį.Kuo mažesnis Rct, tuo didesnis korozijos greitis27.Po 14 dienų inkubacijos Pseudomonas aeruginosa mėginių Rct pasiekė 32 kΩ cm2, tai yra daug mažiau nei 489 kΩ cm2 nebiologinių mėginių (4 lentelė).
CLSM vaizdai ir SEM vaizdai 5 paveiksle aiškiai rodo, kad bioplėvelės danga HDSS mėginio 2707 paviršiuje po 7 dienų yra tanki.Tačiau po 14 dienų bioplėvelės padengimas buvo prastas ir atsirado negyvų ląstelių.5 lentelėje parodytas 2707 HDSS mėginių bioplėvelės storis po P. aeruginosa poveikio 7 ir 14 dienų.Didžiausias bioplėvelės storis pasikeitė nuo 23,4 µm po 7 dienų iki 18,9 µm po 14 dienų.Vidutinis bioplėvelės storis taip pat patvirtino šią tendenciją.Jis sumažėjo nuo 22,2 ± 0,7 μm po 7 dienų iki 17,8 ± 1,0 μm po 14 dienų.
(a) 3-D CLSM vaizdas po 7 dienų, (b) 3-D CLSM vaizdas po 14 dienų, (c) SEM vaizdas po 7 dienų ir (d) SEM vaizdas po 14 dienų.
EMF atskleidė cheminius elementus bioplėvelėse ir korozijos produktus mėginiuose, kurie buvo veikiami P. aeruginosa 14 dienų.Ant pav.6 paveiksle parodyta, kad C, N, O ir P kiekis bioplėvelėse ir korozijos produktuose yra žymiai didesnis nei grynuose metaluose, nes šie elementai yra susiję su bioplėvelėmis ir jų metabolitais.Mikrobams reikia tik nedidelio chromo ir geležies kiekio.Didelis Cr ir Fe kiekis bioplėvelėje ir korozijos produktai ant mėginių paviršiaus rodo, kad metalinė matrica prarado elementus dėl korozijos.
Po 14 dienų 2216E terpėje buvo pastebėtos duobutės su P. aeruginosa ir be jos.Prieš inkubaciją mėginių paviršius buvo lygus ir be defektų (7a pav.).Po inkubacijos ir bioplėvelės bei korozijos produktų pašalinimo giliausios duobės mėginių paviršiuje buvo ištirtos naudojant CLSM, kaip parodyta 7b ir c pav.Nebiologinių kontrolinių mėginių paviršiuje (didžiausias duobės gylis 0,02 µm) nerasta jokių akivaizdžių duobių.Didžiausias duobės gylis, kurį sukėlė P. aeruginosa, buvo 0,52 µm per 7 dienas ir 0,69 µm po 14 dienų, remiantis vidutiniu didžiausiu duobės gyliu iš 3 mėginių (kiekvienam mėginiui buvo pasirinkta 10 didžiausių duobių gylių).Pasiektas atitinkamai 0,42 ± 0,12 µm ir 0,52 ± 0,15 µm (5 lentelė).Šios skylės gylio vertės yra mažos, bet svarbios.
a) prieš poveikį, b) 14 dienų abiotinėje aplinkoje ir c) 14 dienų Pseudomonas aeruginosa sultinyje.
Ant pav.8 lentelėje pateikti įvairių mėginių paviršių XPS spektrai, o kiekvieno paviršiaus cheminė sudėtis apibendrinta 6 lentelėje. 6 lentelėje pateikti Fe ir Cr atominiai procentai, esant P. aeruginosa (A ir B mėginiai). daug mažesnės nei nebiologinės kontrolės.(C ir D pavyzdžiai).P. aeruginosa mėginio spektrinė kreivė Cr 2p branduolio lygyje buvo pritaikyta prie keturių smailių komponentų, kurių surišimo energija (BE) buvo 574,4, 576,6, 578,3 ir 586,8 eV, kurią galima priskirti Cr, Cr2O3, CrO3. .ir Cr(OH)3 atitinkamai (9a ir b pav.).Nebiologiniams mėginiams pagrindinio Cr 2p lygio spektre yra dvi pagrindinės Cr (573,80 eV BE) ir Cr2O3 (575,90 eV BE) smailės.9c ir d atitinkamai.Ryškiausias skirtumas tarp abiotinių mėginių ir P. aeruginosa mėginių buvo Cr6+ ir didesnė santykinė Cr(OH)3 dalis (BE 586,8 eV) po bioplėvele.
2707 HDSS mėginio paviršiaus platūs XPS spektrai dviejose terpėse yra atitinkamai 7 ir 14 dienų.
a) 7 dienas P. aeruginosa, b) 14 dienų P. aeruginosa, c) 7 dienas abiotinėje aplinkoje ir d) 14 dienų abiotinėje aplinkoje.
HDSS pasižymi aukštu atsparumo korozijai lygiu daugelyje aplinkų.Kim ir kt.2 pranešė, kad HDSS UNS S32707 buvo nustatytas kaip labai legiruotas DSS, kurio PREN yra didesnis nei 45. Šiame darbe 2707 mėginio HDSS PREN vertė buvo 49. Taip yra dėl didelio chromo kiekio ir didelio molibdenas ir nikelis, naudingi rūgščioje aplinkoje.ir aplinkoje, kurioje yra daug chlorido.Be to, gerai subalansuota sudėtis ir be defektų mikrostruktūra yra naudingi konstrukcijos stabilumui ir atsparumui korozijai.Tačiau, nepaisant puikaus cheminio atsparumo, šio darbo eksperimentiniai duomenys rodo, kad 2707 HDSS nėra visiškai apsaugotas nuo P. aeruginosa bioplėvelės MIC.
Elektrocheminiai rezultatai parodė, kad 2707 HDSS korozijos greitis P. aeruginosa sultinyje žymiai padidėjo po 14 dienų, lyginant su nebiologine aplinka.2a paveiksle Eocp sumažėjimas buvo pastebėtas tiek abiotinėje terpėje, tiek P. aeruginosa sultinyje per pirmąsias 24 valandas.Po to bioplėvelė visiškai padengia mėginio paviršių, o Eocp tampa gana stabilus36.Tačiau biologinis Eocp lygis buvo daug didesnis nei nebiologinis Eocp lygis.Yra priežasčių manyti, kad šis skirtumas yra susijęs su P. aeruginosa bioplėvelių susidarymu.Ant pav.2d, esant P. aeruginosa, icorr 2707 HDSS vertė pasiekė 0,627 μA cm-2, o tai yra eilės tvarka didesnė nei abiotinės kontrolės (0,063 μA cm-2), kuri atitiko išmatuotą Rct vertę. pateikė EIS.Per pirmąsias kelias dienas varžos reikšmės P. ​​aeruginosa sultinyje padidėjo dėl P. aeruginosa ląstelių prisitvirtinimo ir bioplėvelių susidarymo.Tačiau kai bioplėvelė visiškai padengia mėginio paviršių, varža sumažėja.Apsauginis sluoksnis pirmiausia pažeidžiamas dėl bioplėvelių ir bioplėvelės metabolitų susidarymo.Dėl to atsparumas korozijai laikui bėgant mažėjo ir P. aeruginosa prisitvirtinimas sukėlė lokalią koroziją.Abiotinės aplinkos tendencijos buvo skirtingos.Nebiologinės kontrolės atsparumas korozijai buvo daug didesnis nei atitinkama P. aeruginosa sultiniu paveiktų mėginių vertė.Be to, abiotinių prisijungimų atveju Rct 2707 HDSS vertė 14 dieną pasiekė 489 kΩ cm2, o tai yra 15 kartų didesnė nei Rct vertė (32 kΩ cm2) esant P. aeruginosa.Taigi 2707 HDSS pasižymi puikiu atsparumu korozijai sterilioje aplinkoje, tačiau nėra atsparus P. aeruginosa bioplėvelių MIC.
Šiuos rezultatus taip pat galima pastebėti iš poliarizacijos kreivių, pateiktų Fig.2b.Anodinis išsišakojimas buvo susijęs su Pseudomonas aeruginosa bioplėvelės susidarymu ir metalų oksidacijos reakcijomis.Šiuo atveju katodinė reakcija yra deguonies redukcija.P. aeruginosa buvimas žymiai padidino korozijos srovės tankį, maždaug eilės tvarka didesnį nei abiotinėje kontrolėje.Tai rodo, kad P. aeruginosa bioplėvelė sustiprina lokalizuotą 2707 HDSS koroziją.Yuan ir kt.29 nustatė, kad Cu-Ni 70/30 lydinio korozijos srovės tankis padidėjo veikiant P. aeruginosa bioplėvelei.Tai gali būti dėl Pseudomonas aeruginosa bioplėvelių deguonies mažinimo biokatalizės.Šis pastebėjimas taip pat gali paaiškinti MIC 2707 HDSS šiame darbe.Taip pat po aerobinėmis bioplėvelėmis gali būti mažiau deguonies.Todėl atsisakymas pakartotinai pasyvuoti metalinį paviršių deguonimi gali būti veiksnys, prisidedantis prie MIC šiame darbe.
Dickinson ir kt.38 teigė, kad cheminių ir elektrocheminių reakcijų greitį gali tiesiogiai paveikti sėdinčių bakterijų metabolinis aktyvumas mėginio paviršiuje ir korozijos produktų pobūdis.Kaip parodyta 5 paveiksle ir 5 lentelėje, ląstelių skaičius ir bioplėvelės storis sumažėjo po 14 dienų.Tai galima pagrįstai paaiškinti tuo, kad po 14 dienų dauguma 2707 HDSS paviršiaus sėdinčių ląstelių mirė dėl maistinių medžiagų išeikvojimo 2216E terpėje arba toksiškų metalų jonų išsiskyrimo iš 2707 HDSS matricos.Tai yra paketinių eksperimentų apribojimas.
Šiame darbe P. aeruginosa bioplėvelė prisidėjo prie vietinio Cr ir Fe išeikvojimo po bioplėvele 2707 HDSS paviršiuje (6 pav.).6 lentelėje parodytas Fe ir Cr sumažėjimas D mėginyje, palyginti su C mėginiu, o tai rodo, kad P. aeruginosa bioplėvelės sukeltas ištirpęs Fe ir Cr išliko pirmas 7 dienas.2216E aplinka naudojama jūrinei aplinkai imituoti.Jame yra 17700 ppm Cl-, o tai panašu į jo kiekį natūraliame jūros vandenyje.17700 ppm Cl- buvo pagrindinė priežastis, dėl kurios sumažėjo Cr 7 ir 14 dienų abiotiniuose mėginiuose, analizuotuose XPS.Palyginti su P. aeruginosa mėginiais, Cr tirpimas abiotiniuose mėginiuose buvo daug mažesnis dėl didelio 2707 HDSS atsparumo chlorui abiotinėmis sąlygomis.Ant pav.9 parodytas Cr6+ buvimas pasyvuojančioje plėvelėje.Jis gali būti susijęs su chromo pašalinimu iš plieno paviršių P. aeruginosa bioplėvelėmis, kaip pasiūlė Chen ir Clayton.
Dėl bakterijų augimo terpės pH vertės prieš ir po auginimo buvo atitinkamai 7,4 ir 8,2.Taigi, žemiau P. aeruginosa bioplėvelės organinės rūgšties korozija vargu ar prisidės prie šio darbo dėl santykinai aukšto pH tūrinėje terpėje.Nebiologinės kontrolinės terpės pH reikšmingai nepasikeitė (nuo pradinio 7,4 iki galutinio 7,5) per 14 dienų bandymo laikotarpį.PH padidėjimas inokuliacinėje terpėje po inkubacijos buvo susijęs su P. aeruginosa metaboliniu aktyvumu ir buvo nustatytas toks pat poveikis pH, jei nėra bandymo juostelių.
Kaip parodyta 7 paveiksle, didžiausias P. aeruginosa bioplėvelės sukeltas duobės gylis buvo 0,69 µm, o tai yra daug didesnis nei abiotinės terpės (0,02 µm).Tai atitinka aukščiau aprašytus elektrocheminius duomenis.0,69 µm duobės gylis yra daugiau nei dešimt kartų mažesnis nei 9,5 µm vertė, nurodyta 2205 DSS tomis pačiomis sąlygomis.Šie duomenys rodo, kad 2707 HDSS atsparumas MIC yra geresnis nei 2205 DSS.Tai neturėtų stebinti, nes 2707 HDSS turi didesnį Cr lygį, kuris užtikrina ilgesnį pasyvavimą, sunkiau depasyvuojamą P. aeruginosa, o dėl subalansuotos fazės struktūros be žalingų antrinių kritulių sukelia duobių susidarymą.
Apibendrinant galima teigti, kad P. aeruginosa sultinyje 2707 HDSS paviršiuje buvo aptiktos MIC duobės, palyginti su nereikšmingomis abiotinėje aplinkoje.Šis darbas rodo, kad 2707 HDSS atsparumas MIC yra geresnis nei 2205 DSS, tačiau jis nėra visiškai apsaugotas nuo MIC dėl P. aeruginosa bioplėvelės.Šie rezultatai padeda pasirinkti tinkamą nerūdijantį plieną ir gyvenimo trukmę jūrų aplinkai.
2707 HDSS kuponą pateikė Šiaurės rytų universiteto (NEU) metalurgijos mokykla Šenjange, Kinijoje.2707 HDSS elementinė sudėtis parodyta 1 lentelėje, kurią išanalizavo NEU Medžiagų analizės ir bandymų skyrius.Visi mėginiai buvo apdoroti kietu tirpalu 1180 ° C temperatūroje 1 valandą.Prieš korozijos bandymą monetos formos 2707 HDSS, kurio viršutinis atviras paviršius buvo 1 cm2, buvo poliruotas iki 2000 grūdėtumo silicio karbido švitriniu popieriumi, o po to nupoliruotas 0,05 µm Al2O3 miltelių suspensija.Šonai ir dugnas apsaugoti inertiniais dažais.Po džiovinimo mėginiai plaunami steriliu dejonizuotu vandeniu ir sterilizuojami 75 % (v/v) etanoliu 0,5 val.Tada prieš naudojimą jie 0,5 valandos džiovinami ore ultravioletinėje (UV) šviesoje.
Jūrų Pseudomonas aeruginosa padermė MCCC 1A00099 buvo įsigyta iš Siameno jūrų kultūros kolekcijos centro (MCCC), Kinija.Pseudomonas aeruginosa buvo auginamas aerobinėmis sąlygomis 37 °C temperatūroje 250 ml kolbose ir 500 ml stiklinėse elektrocheminėse ląstelėse, naudojant Marine 2216E skystą terpę (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Čingdao, Kinija).Medium contains (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 peptone, 1.0 mielių ekstrakto ir 0,1 geležies citrato.Prieš inokuliaciją 20 minučių laikykite autoklave 121 °C temperatūroje.Suskaičiuokite sėdimas ir planktonines ląsteles hemocitometru šviesos mikroskopu 400 kartų padidinimu.Pradinė planktoninės Pseudomonas aeruginosa koncentracija iškart po inokuliacijos buvo maždaug 106 ląstelės/ml.
Elektrocheminiai bandymai buvo atlikti klasikiniame trijų elektrodų stikliniame elemente, kurio vidutinis tūris yra 500 ml.Platinos lakštas ir prisotintas kalomelio elektrodas (SAE) buvo prijungti prie reaktoriaus per Luggin kapiliarus, užpildytus druskos tilteliais, kurie atitinkamai tarnavo kaip priešpriešiniai ir etaloniniai elektrodai.Gaminant darbinius elektrodus, prie kiekvieno pavyzdžio buvo pritvirtinta gumuota varinė viela ir padengta epoksidine derva, iš vienos pusės paliekant apie 1 cm2 neapsaugoto ploto darbiniam elektrodui.Atliekant elektrocheminius matavimus, mėginiai buvo patalpinti į 2216E terpę ir laikomi pastovioje inkubacijos temperatūroje (37°C) vandens vonioje.OCP, LPR, EIS ir galimos dinaminės poliarizacijos duomenys buvo išmatuoti naudojant Autolab potenciostatą (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., JAV).LPR testai buvo registruojami 0,125 mV s-1 nuskaitymo dažniu nuo -5 iki 5 mV su Eocp ir 1 Hz atrankos dažniu.EIS buvo atlikta su sinusine banga dažnių diapazone nuo 0, 01 iki 10 000 Hz, naudojant 5 mV įtampą esant pastoviai Eocp.Prieš potencialo valymą elektrodai buvo tuščiosios eigos režimu, kol buvo pasiekta stabili laisvojo korozijos potencialo vertė.Tada poliarizacijos kreivės buvo išmatuotos nuo -0,2 iki 1,5 V kaip Eocp funkcija, kai skenavimo greitis buvo 0,166 mV/s.Kiekvienas tyrimas buvo pakartotas 3 kartus su P. aeruginosa ir be jo.
Metalografinei analizei skirti mėginiai buvo mechaniškai poliruoti šlapiu 2000 grūdėtumo SiC popieriumi, o po to toliau poliruoti 0,05 µm Al2O3 miltelių suspensija optiniam stebėjimui.Metalografinė analizė atlikta naudojant optinį mikroskopą.Mėginiai buvo išgraviruoti 10 masės% kalio hidroksido tirpalu 43.
Po inkubacijos mėginiai 3 kartus plaunami fosfatu buferiniu fiziologiniu tirpalu (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) ir po to fiksuojami 2,5% (v/v) glutaraldehidu 10 valandų, kad būtų užfiksuotos bioplėvelės.Tada jis buvo dehidratuotas etanoliu (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ir 100% tūrio) prieš džiovinant ore.Galiausiai ant mėginio paviršiaus nusodinama aukso plėvelė, kad būtų užtikrintas laidumas SEM stebėjimui.SEM vaizdai buvo sufokusuoti į dėmes su sėdimiausiomis P. aeruginosa ląstelėmis kiekvieno mėginio paviršiuje.Atlikite EDS analizę, kad surastumėte cheminius elementus.Duobės gyliui matuoti buvo naudojamas Zeiss konfokalinis lazerinis skenuojantis mikroskopas (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Vokietija).Norint stebėti korozijos duobes po bioplėvele, tiriamasis mėginys pirmiausia buvo išvalytas pagal Kinijos nacionalinį standartą (CNS) GB/T4334.4-2000, kad būtų pašalinti korozijos produktai ir bioplėvelė nuo bandinio paviršiaus.
Rentgeno spindulių fotoelektroninės spektroskopijos (XPS, ESCALAB250 paviršiaus analizės sistema, Thermo VG, JAV) analizė buvo atlikta naudojant monochromatinį rentgeno šaltinį (aliuminio Kα linija, kurios energija 1500 eV ir galia 150 W) plačiame diapazone. rišamosios energijos 0 standartinėmis sąlygomis –1350 eV.Didelės skiriamosios gebos spektrai buvo užfiksuoti naudojant 50 eV perdavimo energiją ir 0, 2 eV žingsnį.
Inkubuoti mėginiai buvo išimti ir švelniai plaunami PBS (pH 7,4 ± 0,2) 15 s45.Norint stebėti mėginių bioplėvelių bakterinį gyvybingumą, bioplėvelės buvo nudažytos naudojant LIVE / DEAD BacLight bakterijų gyvybingumo rinkinį (Invitrogen, Eugene, OR, JAV).Rinkinyje yra du fluorescenciniai dažai: SYTO-9 žalias fluorescencinis dažiklis ir propidžio jodido (PI) raudonas fluorescencinis dažiklis.CLSM fluorescenciniai žali ir raudoni taškai žymi atitinkamai gyvas ir negyvas ląsteles.Dažymui 1 ml mišinio, kuriame yra 3 µl SYTO-9 ir 3 µl PI tirpalo, buvo inkubuojamas 20 minučių kambario temperatūroje (23 °C) tamsoje.Po to nudažyti mėginiai buvo tiriami dviem bangos ilgiais (488 nm gyvoms ląstelėms ir 559 nm negyvoms ląstelėms), naudojant Nikon CLSM aparatą (C2 Plus, Nikon, Japonija).Bioplėvelės storis buvo matuojamas 3D skenavimo režimu.
Kaip pacituoti šį straipsnį: Li, H. ir kt.2707 super duplex nerūdijančio plieno mikrobinė korozija Pseudomonas aeruginosa jūrine bioplėvele.Mokslas.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 dvipusio nerūdijančio plieno įtempių korozijos įtrūkimai chlorido tirpaluose, esant tiosulfatui. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 dvipusio nerūdijančio plieno įtempių korozijos įtrūkimai chlorido tirpaluose, esant tiosulfatui. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворах хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Dvipusio nerūdijančio plieno LDX 2101 įtempių korozijos įtrūkimai chlorido tirpaluose, esant tiosulfatui. 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牲亶溶 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相nerūdijančio plieno 在福代sulfate分下下南性性生于中图像 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворе хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Dvipusio nerūdijančio plieno LDX 2101 įtempių korozijos įtrūkimai chlorido tirpale, esant tiosulfatui.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Tirpalo terminio apdorojimo ir apsauginėse dujose esančio azoto poveikis hiperdvipusio nerūdijančio plieno suvirinimo siūlių atsparumui taškinei korozijai. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Tirpalo terminio apdorojimo ir apsauginėse dujose esančio azoto poveikis hiperdvipusio nerūdijančio plieno suvirinimo siūlių atsparumui taškinei korozijai.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS ir Park, YS Terminio apdorojimo kietu tirpalu ir apsauginėse dujose esančio azoto poveikis hiperdupleksinio nerūdijančio plieno suvirinimo siūlių atsparumui taškinei korozijai. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS 固溶热处理和保护气体中的氮气对超双相不锈钢焊缝抗炀 Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS ir Park, YS Tirpalo terminio apdorojimo ir apsauginėse dujose esančio azoto poveikis super dupleksinio nerūdijančio plieno suvirinimo siūlių atsparumui taškinei korozijai.koros.Mokslas.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Lyginamasis 316L nerūdijančio plieno mikrobiologiškai ir elektrochemiškai sukelto duobėjimo chemijos tyrimas. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Lyginamasis 316L nerūdijančio plieno mikrobiologiškai ir elektrochemiškai sukelto duobėjimo chemijos tyrimas.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. ir Lewandowski, Z. 316L nerūdijančio plieno mikrobiologinio ir elektrocheminio įdubimo lyginamasis cheminis tyrimas. 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趃炩 Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. ir Lewandowski, Z. Lyginamasis cheminis mikrobiologinio ir elektrochemiškai sukelto įdubimo tyrimas 316 l nerūdijančio plieno.koros.Mokslas.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG ir Xiao, K. 2205 dvipusio nerūdijančio plieno elektrocheminis elgesys šarminiuose tirpaluose, kurių pH yra skirtingas, esant chloridui. Luo, H., Dong, CF, Li, XG ir Xiao, K. 2205 dvipusio nerūdijančio plieno elektrocheminis elgesys šarminiuose tirpaluose, kurių pH yra skirtingas, esant chloridui.Luo H., Dong KF, Lee HG ir Xiao K. Dvipusio nerūdijančio plieno 2205 elektrocheminis elgesys skirtingo pH šarminiuose tirpaluose, esant chloridui. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性㺶液中的电匡 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相 nerūdijančio plieno elektrocheminis elgesys, esant chloridui, esant skirtingam pH šarminiame tirpale.Luo H., Dong KF, Lee HG ir Xiao K. Dvipusio nerūdijančio plieno 2205 elektrocheminis elgesys skirtingo pH šarminiuose tirpaluose, esant chloridui.Electrochem.Žurnalas.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Jūrinių bioplėvelių įtaka korozijai: glausta apžvalga. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Jūrinių bioplėvelių įtaka korozijai: glausta apžvalga.Little, BJ, Lee, JS ir Ray, RI Jūrinių biofilmų poveikis korozijai: trumpa apžvalga. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RILittle, BJ, Lee, JS ir Ray, RI Jūrinių biofilmų poveikis korozijai: trumpa apžvalga.Electrochem.Žurnalas.54, 2-7 (2008).