Dankon pro vizito de Nature.com.Vi uzas retumilon kun limigita CSS-subteno.Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu Kongruo-Reĝimon en Internet Explorer).Krome, por certigi daŭran subtenon, ni montras la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Montras karuselon de tri diapozitivoj samtempe.Uzu la butonojn Antaŭa kaj Sekva por moviĝi tra tri diapozitivoj samtempe, aŭ uzu la glitilbutonojn ĉe la fino por moviĝi tra tri diapozitivoj samtempe.
Mikroba korodo (MIC) estas grava problemo en multaj industrioj ĉar ĝi povas konduki al grandegaj ekonomiaj perdoj.Super dupleksa neoksidebla ŝtalo 2707 (2707 HDSS) estas uzata en maraj medioj pro ĝia bonega kemia rezisto.Tamen, ĝia rezisto al MIC ne estis eksperimente pruvita.Tiu studo ekzamenis la konduton de MIC 2707 HDSS kaŭzita de la mara aeroba bakterio Pseudomonas aeruginosa.Elektrokemia analizo montris ke en la ĉeesto de la Pseudomonas aeruginosa biofilmo en la 2216E-medio, la korodpotencialo ŝanĝiĝis pozitive, kaj la koroda nuna denseco pliiĝis.La rezultoj de Rentgenfota fotoelektrona spektroskopio (XPS) analizo montris malkreskon en la Cr-enhavo sur la provaĵsurfaco sub la biofilmo.Analizo de la fosaĵbildoj montris ke Pseudomonas aeruginosa biofilmoj produktis maksimuman fosaĵprofundon de 0.69 µm post 14 tagoj da kulturo.Kvankam tio estas malgranda, ĝi indikas ke 2707 HDSS ne estas tute imunaj kontraŭ la efikoj de P. aeruginosa biofilmoj sur MIC.
Duplex neoksidebla ŝtalo (DSS) estas vaste uzata en diversaj industrioj pro la perfekta kombinaĵo de bonegaj mekanikaj propraĵoj kaj koroda rezisto1,2.Tamen, lokalizita truado ankoraŭ povas okazi, kiu povas influi la integrecon de ĉi tiu ŝtalo 3, 4 .DSS ne estas protektita kontraŭ mikroba korodo (MIC)5,6.Kvankam la aplika gamo de DSS estas tre larĝa, ekzistas ankoraŭ medioj kie la korodrezisto de DSS ne sufiĉas por longdaŭra uzo.Ĉi tio signifas, ke necesas pli multekostaj materialoj kun pli alta koroda rezisto.Jeon et al.7 trovis, ke eĉ superdupleksa neoksidebla ŝtalo (SDSS) havas kelkajn limigojn laŭ koroda rezisto.Tial, ekzistas bezono de superdupleksaj neoksideblaj ŝtaloj (HDSS) kun pli alta korodrezisto en certaj aplikoj.Tio kaŭzis la evoluon de tre alojita HDSS.
La korodrezisto de DSS estas determinita de la rilatumo de α-fazo al γ-fazo kaj areoj malplenigitaj en Cr, Mo kaj W najbaraj al la sekundaraj fazoj8,9,10.HDSS enhavas altan enhavon de Cr, Mo kaj N11, kiu donas al ĝi bonegan korodan reziston kaj altvaloran (45-50) ekvivalentan picking-rezistan valoron (PREN), kiu estas difinita per pez% Cr + 3,3 (pez% Mo). + 0, 5 pez% W) + 16 pez%.N12.Ĝia bonega korodrezisto dependas de ekvilibra kunmetaĵo enhavanta proksimume 50% feritajn (α) kaj 50% aŭstenitajn (γ) fazojn.HDSS plibonigis mekanikajn trajtojn kaj pli altan kloran reziston kompare kun konvencia DSS13.Karakterizaĵoj de kemia korodo.Plibonigita korodrezisto etendas la uzon de HDSS en pli agresemaj kloridmedioj kiel ekzemple maraj medioj.
MIC estas grava problemo en multaj industrioj, inkluzive de petrolo kaj gaso kaj akvoprovizado14.MIC respondecas pri 20% de ĉiuj koroda damaĝo15.MIC estas bioelektrokemia korodo, kiu povas esti observita en multaj medioj16.La formado de biofilmoj sur metalaj surfacoj ŝanĝas la elektrokemiajn kondiĉojn kaj tiel influas la korodan procezon.Estas ĝenerale akceptite, ke MIC-korodo estas kaŭzita de biofilmoj14.Elektrogenaj mikroorganismoj manĝas metalojn por akiri energion por postvivado17.Lastatempaj MIC-studoj montris ke EET (eksterĉela elektrontransigo) estas la limiga faktoro por MIC induktita per elektrogenaj mikroorganismoj.Zhang et al.18 pruvis, ke elektronaj mediaciistoj akcelas elektrontranslokigon inter Desulfovibrio vulgaris sesilĉeloj kaj 304 neoksidebla ŝtalo, rezultigante pli severan MIC-atakon.Anning et al.19 kaj Wenzlaff et al.20 montris ke biofilmoj de korodaj sulfat-reduktantaj bakterioj (SRBoj) povas absorbi elektronojn rekte de metalsubstratoj, rezultigante severan pikadon.
Oni scias, ke DSS estas sentema al MIC en amaskomunikilaro enhavantaj SRB-ojn, fer-reduktantajn bakteriojn (IRB-oj), ktp. 21 .Tiuj bakterioj kaŭzas lokalizitan pikadon sur la surfaco de la DSS sub la biofilmo22,23.Male al DSS, oni scias malmulte pri la MIC HDSS24.
Pseudomonas aeruginosa estas bakterio Gramnegativa, mova, bastonforma, kiu estas vaste distribuita en la naturo25.Pseudomonas aeruginosa ankaŭ estas la ĉefa mikrobioto respondeca por la MIC de ŝtalo en la mara medio26.Pseudomonas specioj estas rekte implikitaj en korodprocezoj kaj estas rekonitaj kiel la unuaj koloniigistoj dum biofilmformado27.Mahat et al.28 kaj Yuan et al.29 pruvis ke Pseudomonas aeruginosa tendencas pliigi la korodan indicon de milda ŝtalo kaj alojoj en akvaj medioj.
La ĉefa celo de ĉi tiu laboro estas studi la MIC-ecojn de 2707 HDSS kaŭzitaj de la mara aeroba bakterio Pseudomonas aeruginosa uzante elektrokemiajn metodojn, surfacan analizmetodojn kaj korodan produkto-analizon.Elektrokemiaj studoj inkluzive de malferma cirkvito potencialo (OCP), linia polusrezisto (LPR), elektrokemia impedanca spektroskopio (EIS) kaj dinamika potenciala polusiĝo estis faritaj por studi la konduton de la MIC 2707 HDSS.Energio-disvastiga spektroskopio (EDS) analizo estas farita por detekti kemiajn elementojn sur koroditaj surfacoj.Krome, la stabileco de oksidfilma pasivado sub la influo de mara medio enhavanta Pseudomonas aeruginosa estis determinita per Rentgenfota fotoelektrona spektroskopio (XPS).La profundo de la fosaĵoj estis mezurita sub konfokusa lasera skanmikroskopo (CLSM).
Tablo 1 montras la kemian konsiston de 2707 HDSS.Tabelo 2 montras, ke 2707 HDSS havas bonegajn mekanikajn ecojn kun rendimento de 650 MPa.Sur fig.1 montras la optikan mikrostrukturon de solva varme traktita 2707 HDSS.Longformaj grupoj de aŭstenitaj kaj feritaj fazoj sen sekundaraj fazoj povas esti viditaj en mikrostrukturo enhavanta ĉirkaŭ 50% aŭstenitajn kaj 50% feritajn fazojn.
Sur fig.2a montras la malferman cirkvitan potencialon (Eocp) kontraŭ ekspontempo por 2707 HDSS en 2216E abiota medio kaj Pseudomonas aeruginosa buljono dum 14 tagoj je 37 °C.Oni trovis, ke la plej prononcitaj ŝanĝoj en Eocp okazis dum la unuaj 24 horoj.Eocp-valoroj en ambaŭ kazoj pintis je proksimume -145 mV (kontraŭ SCE) je proksimume 16 horoj kaj poste falis akre al -477 mV (kontraŭ SCE) kaj -236 mV (kontraŭ SCE) por nebiologiaj specimenoj kaj P por relativa. SCE) patinaj folioj, respektive.Post 24 horoj, la Eocp-valoro de Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS restis relative stabila ĉe -228 mV (kompare kun SCE), dum la ekvivalenta valoro por la ne-biologia specimeno estis proksimume -442 mV (kompare kun SCE).Eocp en ĉeesto de Pseudomonas aeruginosa estis sufiĉe malalta.
Elektrokemia testado de 2707 HDSS-provaĵoj en abiota amaskomunikilaro kaj Pseudomonas aeruginosa buljono je 37 °C:
(a) Ŝanĝo en Eocp kun ekspontempo, (b) polusiĝkurbo je la tago 14, (c) ŝanĝo en Rp kun ekspontempo, (d) ŝanĝo en korr kun ekspontempo.
Tablo 3 montras la elektrokemiajn korodajn parametrojn de 2707 HDSS-provaĵoj elmontritaj al abiotaj kaj P. aeruginosa inokulitaj amaskomunikiloj dum periodo de 14 tagoj.Tanĝanta ekstrapolo de la anodikaj kaj katodaj kurboj al la intersekcpunkto permesis la determinon de koroda kurenta denseco (icorr), koroda potencialo (Ecorr) kaj Tafel-deklivo (βα kaj βc) laŭ normaj metodoj30,31.
Kiel montrite en Figuro 2b, la suprena ŝanĝo de la P. aeruginosa kurbo rezultigis pliiĝon en Ecorr kompare kun la abiota kurbo.La ikorrvaloro de la provaĵo enhavanta Pseudomonas aeruginosa, proporcia al la koroda indico, pliiĝis al 0.328 µA cm-2, kio estas kvaroble pli granda ol tiu de la ne-biologia provaĵo (0.087 µA cm-2).
LPR estas klasika elektrokemia metodo por nedetrua eksplicita analizo de korodo.Ĝi ankaŭ estis uzita por studi MIC32.Sur fig.2c montras la ŝanĝon en la polusrezisto (Rp) depende de la malkovrotempo.Pli alta Rp-valoro signifas malpli da korodo.Ene de la unuaj 24 horoj, Rp 2707 HDSS pintis je 1955 kΩ cm2 por ne-biologiaj specimenoj kaj 1429 kΩ cm2 por Pseudomonas aeruginosa specimenoj.Figuro 2c ankaŭ montras, ke la Rp-valoro malpliiĝis rapide post unu tago kaj poste restis relative senŝanĝa dum la sekvaj 13 tagoj.La Rp-valoro por la testspecimeno de Pseudomonas aeruginosa estas proksimume 40 kΩ cm2, kio estas multe pli malalta ol la 450 kΩ cm2 valoro por la ne-biologia testspecimeno.
La valoro de icorr estas proporcia al la unuforma korodofteco.Ĝia valoro povas esti kalkulita de la sekva Stern-Giri ekvacio:
Laŭ Zoe et al.33 la Tafel-deklivo B estis prenita kiel tipa valoro de 26 mV/dec en ĉi tiu laboro.Sur fig.2d montras ke la ikorr de la 2707 abiota trostreĉiĝo restis relative stabila, dum la ikorr de la Pseudomonas aeruginosa grupo forte fluktuis kun granda salto post la unuaj 24 horoj.La ikorrvaloro de la testprovaĵo de Pseudomonas aeruginosa estis grandordo pli alta ol tiu de la ne-biologia kontrolo.Ĉi tiu tendenco kongruas kun la rezultoj de polarizrezisto.
EIS estas alia nedetrua metodo uzata por karakterizi elektrokemiajn reagojn ĉe koroda interfaco34.Impedanciaj spektroj kaj kapacitanckalkuloj de strioj elmontritaj al abiotaj amaskomunikiloj kaj solvoj de Pseudomonas aeruginosa, Rb estas la rezisto de la pasiva/biofilmo formita sur la surfaco de la strio, Rct estas la ŝarga transiga rezisto, Cdl estas la elektra duobla tavolo.) kaj QCPE konstanta faza elemento (CPE) parametroj.Tiuj parametroj estis plu analizitaj komparante la datenojn kun ekvivalenta elektra cirkvito (EEC) modelo.
Sur fig.3 montras tipajn Nyquist-intrigojn (a kaj b) kaj Bode-intrigojn (a' kaj b') de 2707 HDSS-provaĵoj en abiota amaskomunikilaro kaj Pseudomonas aeruginosa buljono en diversaj kovadotempoj.En la ĉeesto de Pseudomonas aeruginosa, la diametro de la Nyquist-buklo malpliiĝas.La Bode-intrigo (Fig. 3b') montras la pliiĝon en totala impedanco.Informoj pri la malstreĉa tempokonstanto povas esti akiritaj de fazmaksimumoj.Sur fig.4 montras la fizikajn strukturojn kaj la respondan EEK bazitan sur unu-tavola (a) kaj du-tavola (b).CPE estas enkondukita en la EEC-modelo.Ĝiaj akcepto kaj impedanco estas esprimitaj jene:
Du fizikaj modeloj kaj ekvivalentaj ekvivalentaj cirkvitoj por konvenado de la 2707 HDSS-kupona impedancspektro:
Kie Y0 estas la grando de la CPE, j estas la imaga nombro aŭ (−1)1/2, ω estas la angula frekvenco, kaj n estas la CPE-potencfaktoro malpli ol unu35.La ŝarga transiga rezistinversio (te 1/Rct) respondas al la koroda indico.Pli malalta Rct-valoro signifas pli altan korodan indicon27.Post 14 tagoj da kovado, la Rct de la prova specimeno de Pseudomonas aeruginosa atingis 32 kΩ cm2, kio estas multe malpli ol la 489 kΩ cm2 de la nebiologia testa specimeno (Tabelo 4).
CLSM-bildoj kaj SEM-bildoj en fig.5 klare montras, ke la biofilma kovrado sur la surfaco de HDSS-provaĵo 2707 estis tre densa post 7 tagoj.Tamen post 14 tagoj la biofilma tegaĵo maldensiĝis kaj aperis kelkaj mortaj ĉeloj.Tablo 5 montras la biofilm dikecon de 2707 HDSS-provaĵoj post 7 kaj 14 tagoj da eksponiĝo al Pseudomonas aeruginosa.La maksimuma biofilmdikeco ŝanĝiĝis de 23.4 µm post 7 tagoj al 18.9 µm post 14 tagoj.La meza biofilma dikeco ankaŭ konfirmis ĉi tiun tendencon.Ĝi malpliiĝis de 22.2 ± 0.7 μm post 7 tagoj al 17.8 ± 1.0 μm post 14 tagoj.
(a) 3-D CLSM-bildo je 7 tagoj, (b) 3-D CLSM-bildo je 14 tagoj, (c) SEM-bildo je 7 tagoj, kaj (d) SEM-bildo je 14 tagoj.
EMF rivelis kemiajn elementojn en biofilmo kaj korodproduktoj sur provaĵoj eksponitaj al Pseudomonas aeruginosa dum 14 tagoj.Sur fig.Figuro 6 montras, ke la enhavo de C, N, O, P en la biofilmo kaj korodaj produktoj estas multe pli alta ol en pura metalo, ĉar ĉi tiuj elementoj estas asociitaj kun la biofilmo kaj ĝiaj metabolitoj.Mikroorganismoj postulas nur spurkvantojn de Cr kaj Fe.La alta enhavo de Cr kaj Fe en la biofilmo kaj korodaj produktoj sur la surfaco de la specimeno indikas la perdon de elementoj en la metala matrico kiel rezulto de korodo.
Post 14 tagoj, fosaĵoj kun kaj sen P. aeruginosa estis observitaj en medio 2216E.Antaŭ kovado, la surfaco de la specimenoj estis glata kaj sen difektoj (Fig. 7a).Post kovado kaj forigo de biofilmo kaj korodaj produktoj, la plej profundaj kavoj sur la surfaco de la specimeno estis ekzamenitaj uzante CLSM, kiel montrite en Fig. 7b kaj c.Neniu evidenta fosaĵo estis trovita sur la surfaco de la ne-biologia kontrolo (maksimuma fosaĵprofundo 0.02 µm).La maksimuma fosaĵprofundo kaŭzita de Pseudomonas aeruginosa estis 0.52 µm post 7 tagoj kaj 0.69 µm post 14 tagoj, surbaze de la meza maksimuma fosaĵprofundo de 3 provaĵoj (10 maksimumaj fosaĵprofundoj estis elektitaj por ĉiu provaĵo) kaj atingis 0.42 ± 0.12 µm .kaj 0.52 ± 0.15 µm, respektive (Tabelo 5).Ĉi tiuj kavetaj profundvaloroj estas malgrandaj sed gravaj.
(a) antaŭ eksponiĝo;(b) 14 tagoj en abiota medio;(c) 14 tagoj en P. aeruginosa buljono.
Sur fig.Tablo 8 montras la XPS-spektrojn de diversaj specimenaj surfacoj, kaj la kemio analizita por ĉiu surfaco estas resumita en Tabelo 6. En Tablo 6, la atomaj procentoj de Fe kaj Cr estis multe pli malaltaj en la ĉeesto de P. aeruginosa (specimenoj A kaj B). ) ol en la nebiologiaj kontrolstrioj.(specimenoj C kaj D).Por provaĵo de Pseudomonas aeruginosa, la Cr 2p kernnivela spektra kurbo estis konvenita al kvar pintkomponentoj kun ligaj energioj (BE) de 574.4, 576.6, 578.3 kaj 586.8 eV, kiuj estis asignitaj al Cr, Cr2O3, CrO3 kaj Cr(OH) 3, respektive (Fig. 9a kaj b).Por nebiologiaj provaĵoj, la spektroj de la kernnivelo Cr 2p en Fig.9c kaj d enhavas la du ĉefajn pintojn de Cr (BE 573.80 eV) kaj Cr2O3 (BE 575.90 eV), respektive.La plej okulfrapa diferenco inter la abiota kupono kaj la P. aeruginosa kupono estis la ĉeesto de Cr6+ kaj relative alta frakcio de Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) sub la biofilmo.
Larĝsurfacaj XPS-spektroj de 2707 HDSS-provaĵoj en du amaskomunikiloj dum 7 kaj 14 tagoj respektive.
(a) 7-taga P. aeruginosa eksponiĝo, (b) 14-taga P. aeruginosa eksponiĝo, (c) 7-taga abiotika eksponiĝo, (d) 14-taga abiotika ekspozicio.
HDSS elmontras altnivelan de korodrezisto en la plej multaj medioj.Kim et al.2 raportis, ke HDSS UNS S32707 estis identigita kiel tre dopita DSS kun PREN pli granda ol 45. La PREN-valoro de HDSS-provaĵo 2707 en ĉi tiu laboro estis 49. Ĉi tio estas pro la alta Cr-enhavo kaj altaj niveloj de Mo kaj Ni, kiuj estas utilaj en acidaj medioj kaj medioj kun alta enhavo de kloridoj.Krome, la bone ekvilibra komponado kaj sendifekta mikrostrukturo provizas strukturan stabilecon kaj korodan reziston.Malgraŭ bonega kemia rezisto, la eksperimentaj datenoj en ĉi tiu laboro montras ke 2707 HDSS ne estas tute imuna kontraŭ Pseudomonas aeruginosa biofilm MICoj.
Elektrokemiaj rezultoj montris ke la koroda indico de 2707 HDSS en Pseudomonas aeruginosa buljono pliiĝis signife post 14 tagoj kompare kun la ne-biologia medio.En Figuro 2a, malkresko en Eocp estis observita kaj en la abiota medio kaj en P. aeruginosa buljono dum la unuaj 24 horoj.Post tio, la biofilmo finas kovri la surfacon de la specimeno kaj Eocp iĝas relative stabila.Tamen, la biota Eocp-nivelo estis multe pli alta ol la abiota Eocp-nivelo.Ekzistas kialoj por kredi ke tiu diferenco estas rilata al la formado de P. aeruginosa biofilmoj.Sur fig.2g, la ikorrvaloro de 2707 HDSS atingis 0.627 µA cm-2 en la ĉeesto de Pseudomonas aeruginosa, kio estas grandordo pli alta ol tiu de la ne-biologia kontrolo (0.063 µA cm-2), kiu estas kongrua kun la Rct. valoro mezurita per EIS.Dum la unuaj tagoj, la impedancaj valoroj en la buljono de P. aeruginosa pliiĝis pro la alligiteco de ĉeloj de P. aeruginosa kaj formado de biofilmo.Tamen, la impedanco malpliiĝas kiam la biofilmo tute kovras la provaĵsurfacon.La protekta tavolo estas atakita ĉefe pro la formado de biofilmo kaj biofilmmetabolitoj.Tial, korodrezisto malpliiĝas dum tempo, kaj enpagoj de Pseudomonas aeruginosa kaŭzas lokalizitan korodon.La tendencoj en abiotaj medioj estas malsamaj.La korodrezisto de la ne-biologia kontrolo estis multe pli alta ol la ekvivalenta valoro de la provaĵoj eksponitaj al Pseudomonas aeruginosa buljono.Krome, por abiotaj specimenoj, la Rct 2707 HDSS-valoro atingis 489 kΩ cm2 en la tago 14, kio estas 15 fojojn pli alta ol en la ĉeesto de Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ cm2).Tiel, 2707 HDSS havas bonegan korodreziston en sterila medio, sed ne estas protektita kontraŭ MIC-atako de Pseudomonas aeruginosa biofilmo.
Tiuj rezultoj ankaŭ povas esti observitaj de la polusiĝkurboj en Figoj.2b.Anoda disbranĉigo estas rilata al Pseudomonas aeruginosa biofilmformacio kaj metaloksigenadreagoj.Samtempe, la katoda reago estas la redukto de oksigeno.La ĉeesto de P. aeruginosa signife pliigis la korodan kurentdensecon, kio estis proksimume grandordo pli alta ol en la abiota kontrolo.Tio indikis ke la Pseudomonas aeruginosa biofilmo plifortigis la lokalizitan korodon de 2707 HDSS.Yuan et al.29 trovis ke la koroda kurenta denseco de 70/30 Cu-Ni alojo estis pliigita per Pseudomonas aeruginosa biofilmo.Tio povas ŝuldiĝi al la biokatalizo de oksigenredukto de Pseudomonas aeruginosa biofilmo.Ĉi tiu observado ankaŭ povas klarigi la MIC 2707 HDSS en ĉi tiu laboro.Aerobaj biofilmoj ankaŭ povas redukti la oksigenenhavon sub ili.Tiel, la rifuzo repasivi la metalsurfacon kun oksigeno povas esti faktoro kontribuanta al MIC en tiu laboro.
Dickinson et al.38 sugestis, ke la rapideco de kemiaj kaj elektrokemiaj reagoj rekte dependas de la metabola aktiveco de bakterioj ligitaj al la specimena surfaco kaj de la naturo de la korodaj produktoj.Kiel montrite en Figuro 5 kaj Tabelo 5, la nombro da ĉeloj kaj biofilma dikeco malpliiĝis post 14 tagoj.Tio povas racie esti klarigita per la fakto ke post 14 tagoj la plej multaj el la ankritaj ĉeloj sur la 2707 HDSS-surfaco mortis pro nutra malplenigo en la 2216E medio aŭ liberigo de toksaj metaljonoj de la 2707 HDSS-matrico.Ĉi tio estas limigo de bataj eksperimentoj.
En ĉi tiu laboro, biofilmo de Pseudomonas aeruginosa antaŭenigis lokan malplenigon de Cr kaj Fe sub la biofilmo sur la surfaco de 2707 HDSS (Fig. 6).En Tabelo 6, Fe kaj Cr malpliiĝis en specimeno D kompare kun specimeno C, indikante ke Fe kaj Cr-dissolvo kaŭzita de la P. aeruginosa biofilmo estis konservita post la unuaj 7 tagoj.La 2216E-medio estas uzata por simuli la maran medion.Ĝi enhavas 17700 ppm Cl-, kiu estas komparebla al sia enhavo en natura marakvo.La ĉeesto de 17700 ppm Cl- estis la ĉefa kialo de la malkresko de Cr en 7-tagaj kaj 14-tagaj nebiologiaj specimenoj analizitaj de XPS.Kompare kun la prova specimeno de Pseudomonas aeruginosa, la dissolvo de Cr en la abiota testa specimeno estas multe malpli pro la forta rezisto de 2707 HDSS al kloro en la abiota medio.Sur fig.9 montras la ĉeeston de Cr6+ en la pasiva filmo.Tio povas esti rilatita al la forigo de Cr de ŝtalsurfacoj de P. aeruginosa biofilmoj, kiel sugestite fare de Chen kaj Clayton39.
Pro bakteria kresko, la pH-valoroj de la medio antaŭ kaj post kovado estis 7,4 kaj 8,2 respektive.Tiel, korodo de organikaj acidoj verŝajne ne kontribuos al tiu laboro sub P. aeruginosa biofilmoj pro la relative alta pH en la groca medio.La pH de la ne-biologia kontrolmedio ne ŝanĝiĝis signife (de komenca 7.4 ĝis fina 7.5) dum la 14-taga testperiodo.La pliiĝo de pH en la inokula medio post kovado estis asociita kun la metabola agado de Pseudomonas aeruginosa, kaj la sama efiko al pH estis trovita en la foresto de la teststrio.
Kiel montrite en fig.7, la maksimuma fosaĵprofundo kaŭzita de la biofilmo de Pseudomonas aeruginosa estis 0.69 µm, kio estas signife pli granda ol en la abiota medio (0.02 µm).Ĉi tio konsentas kun la supraj elektrokemiaj datumoj.Sub la samaj kondiĉoj, la fosaĵprofundo de 0.69 µm estas pli ol dek fojojn pli malgranda ol la 9.5 µm valoro precizigita por 2205 DSS40.Ĉi tiuj datumoj montras, ke 2707 HDSS montras pli bonan reziston al MICoj ol 2205 DSS.Ĉi tio ne estas surpriza ĉar 2707 HDSS havas pli altan Cr-nivelon, kiu permesas pli longan pasivigon, igas Pseudomonas aeruginosa pli malfacila malpasivigi, kaj komencas la procezon sen damaĝa sekundara precipitaĵo Pitting41.
En konkludo, MIC-pikado estis trovita sur 2707 HDSS-surfacoj en Pseudomonas aeruginosa buljono, dum pikado estis nekonsiderinda en abiota amaskomunikilaro.Tiu laboro montras ke 2707 HDSS havas pli bonan reziston al MIC ol 2205 DSS, sed ĝi ne estas tute imuna kontraŭ MIC pro Pseudomonas aeruginosa biofilmo.Tiuj rezultoj helpas en la elekto de taŭgaj rustorezistaj ŝtaloj kaj vivdaŭro por la mara medio.
La 2707 HDSS-provaĵoj estis disponigitaj fare de la Lernejo de Metalurgio, Northeastern University (NEU), Shenyang, Ĉinio.La elementa konsisto de 2707 HDSS estas montrita en Tabelo 1, kiu estis analizita de la Materiala Analizo kaj Testado-Sekcio de Nordorienta Universitato.Ĉiuj specimenoj estis traktitaj por solida solvaĵo je 1180 °C dum 1 horo.Antaŭ koroda provo, 2707 HDSS-monŝtalo kun senŝirma surfacareo de 1 cm2 estis polurita al 2000 grino kun silicia karbura sablo kaj poste plupolurita per 0.05 µm Al2O3-pulvora suspensiaĵo.La flankoj kaj fundo estas protektitaj per inerta farbo.Post sekiĝo, la specimenoj estis lavitaj per sterila dejonigita akvo kaj steriligitaj per 75% (v/v) etanolo dum 0,5 h.Ili tiam estis aersekigitaj sub ultraviola (UV) lumo dum 0,5 h antaŭ uzo.
Mara trostreĉiĝo Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 estis aĉetita de Xiamen Marine Culture Collection (MCCC), Ĉinio.Marine 2216E likva medio (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Ĉinio) estis uzata por kulturi Pseudomonas aeruginosa en 250 ml-flakonoj kaj 500 ml elektrokemiaj vitroĉeloj sub aerobaj kondiĉoj je 37 °C.Mezumo enhavas (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 SrBr03,02,03,02,03 .008, 0.008 Na4F0H20PO.1.0 gisto ekstrakto kaj 0.1 fera citrato.Aŭtoklavo je 121 °C dum 20 minutoj antaŭ inokulado.Sesilaj kaj planktonaj ĉeloj estis nombritaj sub lummikroskopo uzante hemocitometron ĉe 400x pligrandigo.La komenca koncentriĝo de planktonaj P. aeruginosa ĉeloj tuj post inokulado estis proksimume 106 ĉeloj/mL.
Elektrokemiaj provoj estis faritaj en klasika tri-elektroda vitra ĉelo kun meza volumeno de 500 ml.Platena tuko kaj saturita kalomelelektrodo (SCE) estis ligitaj al la reaktoro tra Luggin-kapilaro plenigita kun salponto kaj funkciis kiel sumigilo kaj referencelektrodoj, respektive.Por krei la laborelektrodon, kaŭĉuk-tegita kupra drato estis alkroĉita al ĉiu provaĵo kaj kovrita per epoksio, lasante proksimume 1 cm2 da surfacareo sur unu flanko por la laborelektrodo.Dum elektrokemiaj mezuradoj, la specimenoj estis metitaj en la 2216E-medion kaj konservitaj ĉe konstanta kovadotemperaturo (37 °C) en akvobano.OCP, LPR, EIS kaj eblaj dinamikaj polarizaj datumoj estis mezuritaj per Autolab-potenciostato (Referenco 600TM, Gamry Instruments, Inc., Usono).LPR-testoj estis registritaj kun skana rapido de 0.125 mV s-1 en la -5 kaj 5 mV gamo kaj Eocp kun specimena indico de 1 Hz.EIS estis farita ĉe stabila Eocp uzante aplikatan tension de 5 mV kun sinusoido super frekvenca gamo de 0,01 ĝis 10,000 Hz.Antaŭ la ebla svingo, la elektrodoj estis en malferma cirkvitreĝimo ĝis stabila libera korodpotencialo de 42 estis atingita.Kun.Ĉiu testo estis ripetita tri fojojn kun kaj sen Pseudomonas aeruginosa.
Provaĵoj por metalografia analizo estis meĥanike poluritaj kun 2000 grita malseka SiC-papero kaj tiam poluritaj kun 0.05 µm Al2O3-pulvora suspensiaĵo por optika observado.Metalografia analizo estis farita per optika mikroskopo.La specimeno estis gravurita kun 10 pez% kalia hidroksida solvaĵo43.
Post kovado, lavu 3 fojojn per fosfato bufrita salo (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) kaj tiam fiksu per 2.5% (v/v) glutaraldehido dum 10 horoj por fiksi la biofilmon.Posta dehidratiĝo kun etanolo en tretita serio (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% kaj 100% laŭ volumeno) antaŭ aersekigado.Finfine, ora filmo estis ŝprucita sur la surfacon de la provaĵo por disponigi konduktivecon por SEM44-observado.La SEM-bildoj estas temigis la lokon kun la plej establitaj P. aeruginosa ĉeloj sur la surfaco de ĉiu provaĵo.EMF-analizo estis farita por detekti kemiajn elementojn.Por mezuri la profundon de la fosaĵo, Zeiss konfokusa lasera skanmikroskopo (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germanio) estis uzita.Por observi korodajn fosaĵojn sub la biofilmo, la prova specimeno unue estis purigita laŭ la Ĉina Nacia Normo (CNS) GB/T4334.4-2000 por forigi korodajn produktojn kaj biofilmon de la surfaco de la testa specimeno.
Rentgenfota fotoelektrona spektroskopio (XPS, ESCALAB250 Surface Analysis System, Thermo VG, Usono) analizo uzante monokromata Rentgenfota fonto (Al Kα-linio kun energio de 1500 eV kaj potenco de 150 W) en larĝa gamo de ligaj energioj 0 sub la normaj kondiĉoj de –1350 eV.Registru alt-rezoluciajn spektrojn uzante 50 eV enirpermesilenergion kaj 0,2 eV paŝograndecon.
Forigu la kovitan specimenon kaj milde lavu ĝin per PBS (pH 7.4 ± 0.2) dum 15 s45.Por observi la bakterian daŭrigeblecon de la biofilmo sur la specimeno, la biofilmo estis makulita uzante la LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, Usono).La ilaro enhavas du fluoreskajn tinkturfarbojn: SYTO-9 verda fluoreska tinkturfarbo kaj propidiojodudo (PI) ruĝa fluoreska tinkturfarbo.En CLSM, fluoreskaj verdaj kaj ruĝaj punktoj reprezentas vivajn kaj mortajn ĉelojn, respektive.Por makulado, kovu 1 ml da miksaĵo enhavanta 3 µl da SYTO-9 kaj 3 µl da PI-solvo ĉe ĉambra temperaturo (23 °C) en la mallumo dum 20 minutoj.Post tio, la makulitaj specimenoj estis observitaj je du ondolongoj (488 nm por vivaj ĉeloj kaj 559 nm por mortaj ĉeloj) uzante Nikon CLSM-aparaton (C2 Plus, Nikon, Japanio).Mezuru la dikecon de biofilmo en 3-D-skana reĝimo.
Kiel citi ĉi tiun artikolon: Li, H. et al.Efiko de Pseudomonas aeruginosa mara biofilmo sur mikroba korodo de 2707 superdupleksa rustorezista ŝtalo.scienco.Domo 6, 20190;doi:10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streskoroda krakado de LDX 2101 dupleksa neoksidebla ŝtalo en kloridsolvoj en ĉeesto de tiosulfato.korodo.la scienco.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS kaj Park, YS Efekto de solva varmotraktado kaj nitrogeno en ŝirma gaso sur la truanta korodorezisto de superdupleksa neoksidebla ŝtalo veldoj.korodo.la scienco.53, 1939-1947 (2011).
Shi, X. , Avchi, R., Geyser, M. kaj Lewandowski, Z. Kemia kompara studo de mikroba kaj elektrokemia pitting en 316L neoksidebla ŝtalo.korodo.la scienco.45, 2577-2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG kaj Xiao K. Elektrokemia konduto de 2205 duplex neoksidebla ŝtalo en alkalaj solvoj ĉe diversaj pH-valoroj en ĉeesto de klorido.elektrokemio.Ĵurnalo.64, 211-220 (2012).
Afiŝtempo: Jan-09-2023