Tankewol foar it besykjen fan Nature.com.Jo brûke in browserferzje mei beheinde CSS-stipe.Foar de bêste ûnderfining riede wy oan dat jo in bywurke browser brûke (of kompatibiliteitsmodus útskeakelje yn Internet Explorer).Derneist, om trochgeande stipe te garandearjen, litte wy de side sjen sûnder stilen en JavaScript.
Toant in karrousel fan trije dia's tagelyk.Brûk de knoppen Foarige en Folgjende om troch trije dia's tagelyk te bewegen, of brûk de sliderknoppen oan 'e ein om troch trije dia's tagelyk te bewegen.
Mikrobiele korrosysje (MIC) is in grut probleem yn in protte yndustry, om't it kin liede ta enoarme ekonomyske ferliezen.Super duplex roestfrij stiel 2707 (2707 HDSS) wurdt brûkt yn marine omjouwings fanwege syn treflike gemyske ferset.Syn ferset tsjin MIC is lykwols net eksperiminteel oantoand.Dizze stúdzje ûndersocht it gedrach fan MIC 2707 HDSS feroarsake troch de marine aerobyske baktearje Pseudomonas aeruginosa.Electrochemical analyze liet sjen dat yn 'e oanwêzigens fan' e Pseudomonas aeruginosa biofilm yn 'e 2216E medium, it korrosjepotential posityf feroare, en de korrosje-aktuele tichtens ferhege.De resultaten fan X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyze lieten in fermindering fan de Cr ynhâld op it stekproef oerflak ûnder de biofilm.Analyse fan 'e putbylden liet sjen dat Pseudomonas aeruginosa biofilms in maksimale putdjipte fan 0.69 µm produsearren nei 14 dagen fan kultuer.Hoewol dit lyts is, suggerearret it dat 2707 HDSS net folslein ymmún binne foar de effekten fan P. aeruginosa biofilms op MIC.
Duplex RVS (DSS) wurdt in protte brûkt yn ferskate yndustry fanwege de perfekte kombinaasje fan treflike meganyske eigenskippen en corrosie ferset1,2.Lokalisearre pitting kin lykwols noch foarkomme, wat de yntegriteit fan dit stiel 3, 4 kin beynfloedzje.DSS is net beskerme tsjin microbial corrosie (MIC) 5,6.Hoewol it tapassingsberik fan DSS heul breed is, binne d'r noch omjouwings wêr't de korrosjebestriding fan DSS net genôch is foar lange termyn gebrûk.Dit betsjut dat djoerdere materialen mei hegere korrosjebestriding nedich binne.Jeon et al.7 fûn dat sels super duplex RVS (SDSS) hat wat beheinings yn termen fan corrosie ferset.Dêrom is d'r ferlet fan super duplex roestfrij stielen (HDSS) mei hegere korrosjebestriding yn bepaalde applikaasjes.Dit late ta de ûntwikkeling fan heechlegearre HDSS.
De korrosjebestriding fan DSS wurdt bepaald troch de ferhâlding fan α-faze oant γ-fase en gebieten dy't fermindere binne yn Cr, Mo en W neist de sekundêre fazen8,9,10.HDSS befettet in hege ynhâld fan Cr, Mo en N11, dat jout it poerbêst corrosie ferset en in hege wearde (45-50) ekwivalint pitting resistance wearde (PREN), dat wurdt definiearre troch wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo) + 0, 5 wt % W) + 16 wt %.N12.De treflike korrosjebestriding hinget ôf fan in lykwichtige gearstalling dy't sawat 50% ferrityske (α) en 50% austenityske (γ) fazen befettet.HDSS hat ferbettere meganyske eigenskippen en hegere chlorresistinsje yn ferliking mei konvinsjonele DSS13.Skaaimerken fan gemyske corrosie.Ferbettere korrosjebestriding wreidet it gebrûk fan HDSS út yn mear agressive chloride-omjouwings lykas marine-omjouwings.
MIC is in wichtich probleem yn in protte yndustry, ynklusyf oalje en gas en wetterfoarsjenning14.MIC stiet foar 20% fan alle korrosysjeskea15.MIC is in bioelectrochemical corrosie dy't kin wurde waarnommen yn in protte omjouwings16.De formaasje fan biofilms op metalen oerflakken feroaret de elektrogemyske omstannichheden en beynfloedet sa it korrosysjeproses.It wurdt algemien akseptearre dat MIC-korrosje wurdt feroarsake troch biofilms14.Elektrogene mikro-organismen ite metalen fuort om enerzjy te krijen foar oerlibjen17.Resinte MIC-stúdzjes hawwe oantoand dat EET (ekstracellulêre elektroanenferfier) de beheinende faktor is foar MIC dy't feroarsake wurdt troch elektrogene mikroorganismen.Zhang et al.18 die bliken dat elektroanen mediators de elektroanenferfier fersnelle tusken Desulfovibrio vulgaris sittende sellen en 304 roestfrij stiel, wat resulteart yn slimmer MIC-oanfal.Anning et al.19; Wenzlaff et al.20 hawwe oantoand dat biofilms fan korrosive sulfaat-ferminderende baktearjes (SRB's) elektroanen direkt fan metalen substraten kinne absorbearje, wat resulteart yn slimme pitting.
DSS is bekend om gefoelich te wêzen foar MIC yn media dy't SRB's, izer-ferminderende baktearjes (IRB's), ensfh.Dizze baktearjes feroarsaakje lokale pitting op it oerflak fan 'e DSS ûnder de biofilm22,23.Oars as DSS, is net folle bekend oer de MIC HDSS24.
Pseudomonas aeruginosa is in Gram-negative, motile, staaffoarmige baktearje dy't wiid ferspraat is yn 'e natuer25.Pseudomonas aeruginosa is ek de wichtichste mikrobiota ferantwurdlik foar de MIC fan stiel yn 'e marine omjouwing26.Pseudomonas-soarten binne direkt belutsen by korrosysjeprosessen en wurde erkend as de earste kolonisatoren by biofilmfoarming27.Mahat et al.28; Yuan et al.29 oantoand dat Pseudomonas aeruginosa de neiging hat om de korrosysjerate fan myld stiel en alloys yn akwatyske omjouwing te ferheegjen.
It haaddoel fan dit wurk is om de MIC-eigenskippen fan 2707 HDSS te studearjen feroarsake troch de marine-aerobe baktearje Pseudomonas aeruginosa mei elektrogemyske metoaden, metoaden foar oerflakanalyse en analyse fan korrosjeprodukten.Elektrogemyske stúdzjes ynklusyf iepen circuit potinsjeel (OCP), lineêre polarisaasje ferset (LPR), elektrogemyske impedânsje spektroskopy (EIS) en dynamyske potinsjele polarisaasje waarden útfierd om it gedrach fan 'e MIC 2707 HDSS te studearjen.Enerzjy dispersive spektroskopy (EDS) analyze wurdt útfierd om gemyske eleminten op korrodearre oerflakken te detektearjen.Dêrnjonken waard de stabiliteit fan oksidefilmpassivaasje ûnder ynfloed fan in marineomjouwing dy't Pseudomonas aeruginosa befette, bepaald troch röntgenfoto-elektronspektroskopy (XPS).De djipte fan 'e pits waard mjitten ûnder in konfokale laser skennen mikroskoop (CLSM).
Tabel 1 toant de gemyske gearstalling fan 2707 HDSS.Tabel 2 lit sjen dat 2707 HDSS hat poerbêste meganyske eigenskippen mei in opbringst sterkte fan 650 MPa.Op fig.1 toant de optyske mikrostruktuer fan oplossing waarmte behannele 2707 HDSS.Langere bands fan austenityske en ferrityske fazen sûnder sekundêre fazen kinne sjoen wurde yn in mikrostruktuer dy't sawat 50% austenityske en 50% ferrityske fazen befettet.
Op fig.2a toant de iepen circuit potinsjeel (Eocp) fersus exposure tiid foar 2707 HDSS yn 2216E abiotic medium en Pseudomonas aeruginosa bouillon foar 14 dagen by 37 ° C.It waard fûn dat de meast útsprutsen feroarings yn Eocp barde yn 'e earste 24 oeren.Eocp-wearden yn beide gefallen pieken op sawat -145 mV (fersus SCE) om sawat 16 oeren en sakken doe skerp nei -477 mV (fersus SCE) en -236 mV (fersus SCE) foar net-biologyske samples en P foar relative SCE) respektivelik patinablêden.Nei 24 oeren bleau de Eocp-wearde fan Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS relatyf stabyl op -228 mV (ferlike mei SCE), wylst de oerienkommende wearde foar de net-biologyske stekproef sawat -442 mV wie (ferlike mei SCE).Eocp yn 'e oanwêzigens fan Pseudomonas aeruginosa wie frij leech.
Elektrogemyske testen fan 2707 HDSS-monsters yn abiotyske media en Pseudomonas aeruginosa-bouillon by 37 ° C:
(a) Feroaring yn Eocp mei eksposysjetiid, (b) polarisaasjekurve op dei 14, (c) feroaring yn Rp mei eksposysjetiid, (d) feroaring yn korr mei eksposysjetiid.
Tabel 3 toant de elektrogemyske korrosysjeparameters fan 2707 HDSS-samples bleatsteld oan abiotyske en P. aeruginosa ynokulearre media oer in perioade fan 14 dagen.Tangential ekstrapolaasje fan de anodyske en katodyske bochten nei it krusingspunt tastien de bepaling fan corrosie hjoeddeistige tichtheid (icorr), corrosie potinsjeel (Ecorr) en Tafel helling (βα en βc) neffens standert metoaden30,31.
Lykas sjen litten yn figuer 2b, de omheech ferskowing fan de P. aeruginosa kromme resultearre yn in ferheging fan Ecorr yn ferliking mei de abiotic kromme.De icorr-wearde fan 'e stekproef mei Pseudomonas aeruginosa, evenredich mei de korrosysjefrekwinsje, ferhege nei 0.328 µA cm-2, wat fjouwer kear grutter is as dat fan' e net-biologyske stekproef (0.087 µA cm-2).
LPR is in klassike elektrogemyske metoade foar net-destruktive ekspresjeanalyse fan korrosje.It is ek brûkt om MIC32 te studearjen.Op fig.2c toant de feroaring yn 'e polarisaasjeresistinsje (Rp) ôfhinklik fan de eksposysjetiid.In hegere Rp wearde betsjut minder corrosie.Binnen de earste 24 oeren berikte Rp 2707 HDSS op 1955 kΩ cm2 foar net-biologyske eksimplaren en 1429 kΩ cm2 foar Pseudomonas aeruginosa-eksimplaren.Figuer 2c lit ek sjen dat de Rp-wearde nei ien dei rap fermindere en dan oer de folgjende 13 dagen relatyf ûnferoare bleau.De Rp-wearde foar it Pseudomonas aeruginosa-testeksimplaar is sawat 40 kΩ cm2, wat folle leger is as de 450 kΩ cm2-wearde foar it net-biologyske testeksimplaar.
De wearde fan icorr is evenredich mei de unifoarme korrosysjerate.De wearde kin berekkene wurde út 'e folgjende Stern-Giri-fergeliking:
Neffens Zoe et al.33 de Tafel helling B waard nommen as in typyske wearde fan 26 mV / dec yn dit wurk.Op fig.2d lit sjen dat de icorr fan 'e 2707 abiotyske stam relatyf stabyl bleau, wylst de icorr fan 'e Pseudomonas aeruginosa-band sterk fluktuearre mei in grutte sprong nei de earste 24 oeren.De icorr-wearde fan 'e Pseudomonas aeruginosa-testmonster wie in folchoarder fan grutte heger as dy fan' e net-biologyske kontrôle.Dizze trend is yn oerienstimming mei de resultaten fan polarisaasjebestriding.
EIS is in oare net-destruktive metoade dy't brûkt wurdt om elektrogemyske reaksjes te karakterisearjen by in korrosje-ynterface34.Impedânsje spektra en capacitance berekkeningen fan strips bleatsteld oan abiotic media en oplossings fan Pseudomonas aeruginosa, Rb is de wjerstân fan de passive / biofilm foarme op it oerflak fan de strip, Rct is de lading oerdracht ferset, Cdl is de elektryske dûbele laach.) en QCPE konstante faze elemint (CPE) parameters.Dizze parameters waarden fierder analysearre troch de gegevens te fergelykjen mei in lykweardich elektryske circuit (EEC) model.
Op fig.3 toant typyske Nyquist-plots (a en b) en Bode-plots (a' en b') fan 2707 HDSS-monsters yn abiotyske media en Pseudomonas aeruginosa-bouillon by ferskate ynkubaasjetiden.Yn 'e oanwêzigens fan Pseudomonas aeruginosa nimt de diameter fan' e Nyquist-lus ôf.De Bode plot (fig. 3b ') toant de ferheging fan totale impedance.Ynformaasje oer de ûntspanningstiidkonstante kin krigen wurde fan fazemaksima.Op fig.4 toant de fysike struktueren en de oerienkommende EEG basearre op in single-laach (a) en twa-laach (b).CPE wurdt yntrodusearre yn it EEG-model.De talitting en impedânsje dêrfan wurde as folget útdrukt:
Twa fysike modellen en oerienkommende lykweardige sirkwy foar it oanpassen fan it 2707 HDSS-kûponimpedânsjespektrum:
Wêr't Y0 de grutte fan 'e CPE is, j it tinkbyldige getal of (-1) 1/2 is, ω de hoekfrekwinsje is, en n de CPE-krêftfaktor minder dan ien35 is.De lading oerdracht ferset inversion (ie 1 / Rct) komt oerien mei de corrosie taryf.In legere Rct wearde betsjut in hegere corrosie rate27.Nei 14 dagen fan ynkubaasje berikte de Rct fan 'e testprobe fan Pseudomonas aeruginosa 32 kΩ cm2, wat folle minder is as de 489 kΩ cm2 fan it net-biologyske testmonster (tabel 4).
CLSM-ôfbyldings en SEM-ôfbyldings yn fig.5 dúdlik sjen litte dat de biofilm dekking op it oerflak fan HDSS sample 2707 wie tige ticht nei 7 dagen.Nei 14 dagen waard de biofilmcoating lykwols sparre en ferskynden guon deade sellen.Tabel 5 toant de biofilmdikte fan 2707 HDSS-samples nei 7 en 14 dagen fan bleatstelling oan Pseudomonas aeruginosa.De maksimale biofilmdikte feroare fan 23,4 µm nei 7 dagen nei 18,9 µm nei 14 dagen.De gemiddelde biofilmdikte befêstige ek dizze trend.It sakke fan 22,2 ± 0,7 μm nei 7 dagen nei 17,8 ± 1,0 μm nei 14 dagen.
(a) 3-D CLSM-ôfbylding op 7 dagen, (b) 3-D CLSM-ôfbylding op 14 dagen, (c) SEM-ôfbylding op 7 dagen, en (d) SEM-ôfbylding op 14 dagen.
EMF iepenbiere gemyske eleminten yn biofilm en korrosysjeprodukten op samples bleatsteld oan Pseudomonas aeruginosa foar 14 dagen.Op fig.Figure 6 lit sjen dat de ynhâld fan C, N, O, P yn 'e biofilm en korrosysjeprodukten folle heger is as yn suver metaal, om't dizze eleminten ferbûn binne mei de biofilm en har metaboliten.Mikroorganismen fereaskje allinich spoarmjitten fan Cr en Fe.De hege ynhâld fan Cr en Fe yn 'e biofilm en korrosjeprodukten op it oerflak fan' e stekproef jouwe oan op it ferlies fan eleminten yn 'e metalen matrix as gefolch fan korrosje.
Nei 14 dagen waarden pits mei en sûnder P. aeruginosa waarnommen yn medium 2216E.Foar ynkubaasje wie it oerflak fan 'e samples glêd en sûnder defekten (fig. 7a).Nei ynkubaasje en fuortheljen fan biofilm en korrosysjeprodukten waarden de djipste pits op it oerflak fan 'e stekproef ûndersocht mei CLSM, lykas werjûn yn Fig.. 7b en c.Gjin dúdlike pitting waard fûn op it oerflak fan 'e net-biologyske kontrôle (maksimale putdjipte 0,02 µm).De maksimale putdjipte feroarsake troch Pseudomonas aeruginosa wie 0.52 µm nei 7 dagen en 0.69 µm nei 14 dagen, basearre op de gemiddelde maksimale putdjipte fan 3 samples (10 maksimale putdjipte waarden selektearre foar elke stekproef) en berikte 0.42 ± 0.12 .en 0,52 ± 0,15 µm respektivelik (tabel 5).Dizze dimple-djiptewearden binne lyts, mar wichtich.
a) foar eksposysje;(b) 14 dagen yn in abiotyske omjouwing;(c) 14 dagen yn P. aeruginosa bouillon.
Op fig.Tabel 8 lit de XPS-spektra fan ferskate sample-oerflakken sjen, en de chemie analysearre foar elk oerflak is gearfette yn Tabel 6. Yn Tabel 6 wiene de atomêre persintaazjes fan Fe en Cr folle leger yn 'e oanwêzigens fan P. aeruginosa (samples A en B) ) as yn de net-biologyske kontrôle strips.(monsters C en D).Foar in stekproef fan Pseudomonas aeruginosa waard de Cr 2p kearnnivo spektrale kromme oanpast oan fjouwer peakkomponinten mei binende enerzjy (BE) fan 574.4, 576.6, 578.3 en 586.8 eV, dy't waarden tawiisd oan Cr, Cr2O3, CrO3 en Cr (OH) 3, respektivelik (fig. 9a en b).Foar net-biologyske samples binne de spektra fan it kearnnivo Cr 2p yn Fig.9c en d befetsje de twa wichtichste toppen fan respektivelik Cr (BE 573.80 eV) en Cr2O3 (BE 575.90 eV).It meast opfallende ferskil tusken de abiotyske kûpon en de P. aeruginosa-kûpon wie de oanwêzigens fan Cr6+ en in relatyf hege fraksje fan Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) ûnder de biofilm.
Breed oerflak XPS-spektra fan 2707 HDSS-samples yn twa media foar respektivelik 7 en 14 dagen.
(a) 7 dagen P. aeruginosa exposure, (b) 14 day P. aeruginosa exposure, (c) 7 day abiotic exposure, (d) 14 day abiotic exposure.
HDSS toant in heech nivo fan korrosjebestriding yn 'e measte omjouwings.Kim et al.2 rapportearre dat HDSS UNS S32707 waard identifisearre as in tige doped DSS mei PREN grutter as 45. De PREN wearde fan HDSS sample 2707 yn dit wurk wie 49. Dit komt troch de hege Cr ynhâld en hege nivo fan Mo en Ni, dy't nuttich binne yn soere omjouwings en omjouwings mei in hege ynhâld fan chloriden.Dêrneist jouwe de goed lykwichtige gearstalling en defektfrije mikrostruktuer strukturele stabiliteit en korrosjebestriding.Nettsjinsteande poerbêste gemyske ferset litte de eksperimintele gegevens yn dit wurk sjen dat 2707 HDSS net folslein ymmún is foar Pseudomonas aeruginosa biofilm MIC's.
Electrochemical resultaten lieten sjen dat de korrosysje fan 2707 HDSS yn Pseudomonas aeruginosa bouillon signifikant tanommen nei 14 dagen yn ferliking mei de net-biologyske omjouwing.Yn figuer 2a waard in fermindering fan Eocp sawol yn it abiotyske medium as yn P. aeruginosa-bouillon yn 'e earste 24 oeren waarnommen.Dêrnei einiget de biofilm it oerflak fan 'e stekproef te dekken en wurdt Eocp relatyf stabyl.It biotyske Eocp-nivo wie lykwols folle heger as it abiotyske Eocp-nivo.Der binne redenen om te leauwen dat dit ferskil ferbûn is mei de foarming fan P. aeruginosa biofilms.Op fig.2g berikte de icorr-wearde fan 2707 HDSS 0.627 µA cm-2 yn 'e oanwêzigens fan Pseudomonas aeruginosa, wat in folchoarder fan grutter is as dy fan' e net-biologyske kontrôle (0.063 µA cm-2), dy't oerienkomt mei de Rct wearde mjitten troch EIS.Yn 'e earste dagen waarden de impedânsjewearden yn' e P. aeruginosa-bouillon tanommen troch de oanhing fan P. aeruginosa-sellen en biofilmfoarming.De impedânsje nimt lykwols ôf as de biofilm it monsterflak folslein bedekt.De beskermjende laach wurdt primêr oanfallen troch de formaasje fan biofilm en biofilmmetaboliten.Dêrom nimt korrosjebestriding oer de tiid ôf, en ôfsettings fan Pseudomonas aeruginosa feroarsaakje lokale korrosysje.De trends yn abiotyske omjouwings binne oars.De korrosjebestriding fan 'e net-biologyske kontrôle wie folle heger as de oerienkommende wearde fan' e samples bleatsteld oan Pseudomonas aeruginosa-bouillon.Derneist berikte foar abiotyske samples de Rct 2707 HDSS-wearde 489 kΩ cm2 op dei 14, wat 15 kear heger is as yn 'e oanwêzigens fan Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ cm2).Sa, 2707 HDSS hat poerbêste corrosie ferset yn in sterile omjouwing, mar is net beskerme út MIC oanfal troch Pseudomonas aeruginosa biofilm.
Dizze resultaten kinne ek wurde waarnommen út 'e polarisaasjekurven yn Fig.2b.Anodyske fertakking is ferbûn mei Pseudomonas aeruginosa biofilmfoarming en metaaloksidaasjereaksjes.Tagelyk is de katodyske reaksje de reduksje fan soerstof.De oanwêzigens fan P. aeruginosa fergrutte de korrosysjestreamdichtheid signifikant, dy't sawat in oarder fan grutte heger wie as yn 'e abiotyske kontrôle.Dit joech oan dat de Pseudomonas aeruginosa biofilm de lokale korrosysje fan 2707 HDSS fersterke.Yuan et al.29 fûn dat de corrosie hjoeddeistige tichtheid fan in 70/30 Cu-Ni alloy waard ferhege troch Pseudomonas aeruginosa biofilm.Dit kin wêze fanwege de biokatalysis fan soerstofreduksje troch Pseudomonas aeruginosa biofilm.Dizze observaasje kin ek de MIC 2707 HDSS yn dit wurk ferklearje.Aerobyske biofilms kinne ek de soerstofynhâld ûnder har ferminderje.Sa kin de wegering om it metalen oerflak mei soerstof te repassivearjen in faktor wêze dy't bydraacht oan MIC yn dit wurk.
Dickinson et al.38 suggerearre dat it taryf fan gemyske en elektrogemyske reaksjes direkt ôfhinklik is fan 'e metabolike aktiviteit fan baktearjes ferbûn oan it monsterflak en fan' e aard fan 'e korrosysjeprodukten.Lykas werjûn yn figuer 5 en tabel 5, fermindere it oantal sellen en biofilm dikte nei 14 dagen.Dit kin ridlik ferklearre wurde troch it feit dat nei 14 dagen de measte fan 'e ferankere sellen op' e 2707 HDSS-oerflak stoaren troch fiedingsfermindering yn it 2216E-medium of frijlitting fan giftige metaalionen út 'e 2707 HDSS-matrix.Dit is in beheining fan batch-eksperiminten.
Yn dit wurk promovearre in Pseudomonas aeruginosa biofilm lokale útputting fan Cr en Fe ûnder de biofilm op it oerflak fan 2707 HDSS (Fig. 6).Yn Tabel 6, Fe en Cr fermindere yn sample D yn ferliking mei sample C, wat oanjout dat Fe en Cr ûntbining feroarsake troch de P. aeruginosa biofilm waard hanthavene nei de earste 7 dagen.De 2216E-omjouwing wurdt brûkt om it marine-omjouwing te simulearjen.It befettet 17700 ppm Cl-, wat te fergelykjen is mei syn ynhâld yn natuerlik seewetter.De oanwêzigens fan 17700 ppm Cl- wie de wichtichste reden foar de fermindering fan Cr yn 7-dagen en 14-dagen net-biologyske samples analysearre troch XPS.Yn ferliking mei it testmonster fan Pseudomonas aeruginosa is de ûntbining fan Cr yn 'e abiotyske testprobe folle minder troch de sterke wjerstân fan 2707 HDSS tsjin chlor yn' e abiotyske omjouwing.Op fig.9 toant de oanwêzigens fan Cr6 + yn 'e passivearjende film.Dit kin ferbân hâlde mei it fuortheljen fan Cr út stielen oerflakken troch P. aeruginosa biofilms, lykas suggerearre troch Chen en Clayton39.
Troch baktearjele groei wiene de pH-wearden fan it medium foar en nei ynkubaasje respektivelik 7,4 en 8,2.Sa, corrosie fan organyske soeren is net wierskynlik te bydrage oan dit wurk ûnder P. aeruginosa biofilms troch de relatyf hege pH yn it bulk medium.De pH fan it net-biologyske kontrôlemedium feroare net signifikant (fan earste 7.4 nei lêste 7.5) yn 'e testperioade fan 14 dagen.De ferheging fan pH yn it inoculum medium nei incubation waard ferbûn mei de metabolic aktiviteit fan Pseudomonas aeruginosa, en itselde effekt op pH waard fûn yn it ûntbrekken fan de test strip.
As werjûn yn fig.7, wie de maksimale putdjipte feroarsake troch de Pseudomonas aeruginosa biofilm 0.69 µm, wat signifikant grutter is as yn it abiotyske medium (0.02 µm).Dit komt oerien mei de boppesteande elektrogemyske gegevens.Under deselde betingsten is de put djipte fan 0.69 µm mear as tsien kear lytser as de 9.5 µm wearde spesifisearre foar 2205 DSS40.Dizze gegevens litte sjen dat 2707 HDSS bettere ferset toant tsjin MIC's dan 2205 DSS.Dit is net ferrassend, om't 2707 HDSS in hegere Cr-nivo hat, dy't langere passivaasje mooglik makket, makket Pseudomonas aeruginosa dreger om te depassivearjen, en begjint it proses sûnder skealike sekundêre delslach Pitting41.
Ta beslút, MIC pitting waard fûn op 2707 HDSS oerflakken yn Pseudomonas aeruginosa bouillon, wylst pitting wie negligible yn abiotic media.Dit wurk lit sjen dat 2707 HDSS bettere wjerstân hat tsjin MIC dan 2205 DSS, mar it is net folslein ymmún foar MIC troch Pseudomonas aeruginosa biofilm.Dizze resultaten helpe by de seleksje fan geskikte roestfrij stielen en de libbensferwachting foar it marineomjouwing.
De 2707 HDSS-samples waarden levere troch de School of Metallurgy, Northeastern University (NEU), Shenyang, Sina.De elemintêre gearstalling fan 2707 HDSS wurdt werjûn yn Tabel 1, dy't waard analysearre troch de Materials Analysis and Testing Department fan 'e Northeastern University.Alle samples waarden behannele foar fêste oplossing by 1180 ° C foar 1 oere.Foarôfgeand oan korrosysjetesten waard 2707 HDSS muntstiel mei in bleatsteld oerflak fan 1 cm2 gepolijst oant 2000 grit mei silisiumkarbidskuorpapier en dan fierder gepolijst mei in 0.05 µm Al2O3 poeder slurry.De kanten en boaiem binne beskerme mei inerte ferve.Nei it droegjen waarden de samples wosken mei sterile deionisearre wetter en sterilisearre mei 75% (v / v) ethanol foar 0,5 h.Se waarden doe loft droech ûnder ultraviolet (UV) ljocht foar 0,5 h foar gebrûk.
Marine strain Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 waard kocht fan Xiamen Marine Culture Collection (MCCC), Sina.Marine 2216E floeiber medium (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Sina) waard brûkt om Pseudomonas aeruginosa te kultivearjen yn 250 ml flessen en 500 ml elektrogemyske glêzen sellen ûnder aerobyske omstannichheden by 37 ° C.Medium befettet (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 SrBr02, 0,08 SrBr02, 0,08 SrBr02, 0,08 SrBr02, 0,08 SrBr02, 0,08 SrBr02, . 08, 0,008 Na4F0H20PO.1,0 gistextrakt en 0,1 izeren citrate.Autoklave op 121 ° C foar 20 minuten foarôfgeand oan ynokulaasje.Sessile en planktonyske sellen waarden teld ûnder in ljochtmikroskoop mei in hemocytometer by 400x fergrutting.De earste konsintraasje fan planktonyske P. aeruginosa-sellen fuort nei ynokulaasje wie likernôch 106 sellen/mL.
Electrochemical tests waarden útfierd yn in klassike trije-elektroden glêzen sel mei in medium folume fan 500 ml.In platinablêd en in verzadigde kalomelelektrode (SCE) waarden ferbûn mei de reaktor troch in Luggin-kapillêre fol mei in sâltbrêge en tsjinne as respektivelik tsjin- en referinsjeelektroden.Om de wurkjende elektrodes te meitsjen, waard rubber-coated koperdraad oan elke stekproef oanbean en mei epoksy bedekt, wêrtroch sawat 1 cm2 oerflak oan 'e iene kant oerbleaun foar de wurkelektrode.Tidens elektrogemyske mjittingen waarden de samples yn it 2216E medium pleatst en hâlden op in konstante ynkubaasjetemperatuer (37 ° C) yn in wetterbad.OCP, LPR, EIS en potensjele dynamyske polarisaasjegegevens waarden mjitten mei in Autolab potentiostat (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).LPR-tests waarden opnommen op in scanrate fan 0.125 mV s-1 yn it -5 en 5 mV-berik en Eocp mei in samplingrate fan 1 Hz.EIS waard útfierd by steady state Eocp mei in tapaste spanning fan 5 mV mei in sinusoïde oer in frekwinsjeberik fan 0.01 oant 10.000 Hz.Foardat de potinsjele sweep, de elektroden wiene yn iepen circuit modus oant in stabile frije corrosie potinsjeel fan 42 waard berikt.Mei.Elke test waard trije kear werhelle mei en sûnder Pseudomonas aeruginosa.
Samples foar metallografyske analyze waarden meganysk gepolijst mei 2000 grit wiet SiC-papier en dêrnei gepolijst mei in 0.05 µm Al2O3-poeder slurry foar optyske observaasje.Metallografyske analyze waard útfierd mei in optyske mikroskoop.It stekproef waard etste mei 10 wt% kaliumhydroxide-oplossing43.
Nei ynkubaasje, waskje 3 kear mei fosfaatbufferde saline (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) en dan fixearje mei 2,5% (v / v) glutaraldehyde foar 10 oeren om de biofilm te fixearjen.Folgjende útdroeging mei ethanol yn in stapte rige (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% en 100% troch folume) foar lucht drogen.Uteinlik waard in gouden film sputtered op it oerflak fan 'e stekproef om konduktiviteit te leverjen foar SEM44-observaasje.De SEM-ôfbyldings binne rjochte op 'e lokaasje mei de meast fêststelde P. aeruginosa-sellen op it oerflak fan elke stekproef.EMF-analyse waard útfierd om gemyske eleminten te detektearjen.Om de djipte fan 'e put te mjitten, waard in Zeiss konfokale laser skennen mikroskoop (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Dútslân) brûkt.Om korrosysjeputten ûnder de biofilm te observearjen, waard it testmonster earst skjinmakke neffens de Sineeske Nasjonale Standert (CNS) GB/T4334.4-2000 om korrosjeprodukten en biofilm fan it oerflak fan it testmonster te ferwiderjen.
Röntgenfoto-elektronspektroskopy (XPS, ESCALAB250 Surface Analysis System, Thermo VG, FS) analyze mei in monochromatyske röntgenboarne (Al Kα-line mei in enerzjy fan 1500 eV en in krêft fan 150 W) yn in breed oanbod fan binende enerzjy 0 ûnder de standert betingsten fan -1350 eV.Opnimme hege resolúsje spektra mei help fan 50 eV pass enerzjy en 0,2 eV stap grutte.
Fuortsmite it ynkubearre monster en waskje it foarsichtich mei PBS (pH 7.4 ± 0.2) foar 15 s45.Om de bakteriële leefberens fan 'e biofilm op' e stekproef te observearjen, waard de biofilm kleurd mei de LIVE / DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA).De kit befettet twa fluorescent kleurstoffen: SYTO-9 griene fluorescent kleurstof en propidium iodide (PI) reade fluorescerende kleurstof.Yn CLSM fertsjintwurdigje fluorescent griene en reade punten respektivelik libbene en deade sellen.Foar kleurjen, ynkubearje 1 ml fan in mingsel mei 3 µl SYTO-9 en 3 µl PI-oplossing by keamertemperatuer (23 ° C) yn it tsjuster foar 20 minuten.Dêrnei waarden de kleurde samples op twa golflingten waarnommen (488 nm foar live sellen en 559 nm foar deade sellen) mei in Nikon CLSM-apparaat (C2 Plus, Nikon, Japan).Meitsje de dikte fan 'e biofilm yn 3D-scanmodus.
Hoe sitearje dit artikel: Li, H. et al.Effekt fan Pseudomonas aeruginosa marine biofilm op mikrobiële korrosysje fan 2707 super duplex roestfrij stiel.wittenskip.Hûs 6, 20190;doi:10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress corrosie kraken fan LDX 2101 duplex RVS yn chloride oplossings yn 'e oanwêzigens fan thiosulfate.corrosie.de wittenskip.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS en Park, YS Effekt fan oplossing waarmte behanneling en stikstof yn shielding gas op de pitting corrosie ferset fan super duplex RVS welds.corrosie.de wittenskip.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. en Lewandowski, Z. In gemyske fergelykjende stúdzje fan mikrobiële en elektrogemyske pitting yn 316L RVS.corrosie.de wittenskip.45, 2577-2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG en Xiao K. Elektrogemysk gedrach fan 2205 duplex roestfrij stiel yn alkaline oplossingen by ferskate pH-wearden yn 'e oanwêzigens fan chloride.elektrochemy.Sjoernaal.64, 211–220 (2012).
Post tiid: Jan-09-2023