Hatur nuhun pikeun ngadatangan Nature.com.Anjeun nganggo versi browser kalayan dukungan CSS kawates.Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun yén anjeun nganggo browser anu diropéa (atanapi nganonaktipkeun Mode Kasaluyuan dina Internet Explorer).Sajaba ti éta, pikeun mastikeun rojongan lumangsung, urang némbongkeun situs tanpa gaya na JavaScript.
Nampilkeun carousel tilu slide sakaligus.Pake tombol Saméméhna jeung Salajengna pikeun mindahkeun ngaliwatan tilu slides dina hiji waktu, atawa make tombol geseran di ahir pikeun mindahkeun ngaliwatan tilu slides dina hiji waktu.
Korosi mikroba (MIC) mangrupikeun masalah utama dina seueur industri sabab tiasa nyababkeun karugian ékonomi anu ageung.Super duplex stainless steel 2707 (2707 HDSS) dipaké di lingkungan laut alatan résistansi kimiawi na alus teuing.Tapi, résistansina ka MIC teu acan dibuktikeun sacara ékspériméntal.Ulikan ieu nalungtik paripolah MIC 2707 HDSS disababkeun ku baktéri aérobik laut Pseudomonas aeruginosa.Analisis éléktrokimia némbongkeun yén ku ayana biofilm Pseudomonas aeruginosa dina medium 2216E, poténsi korosi robah positif, sarta dénsitas arus korosi ngaronjat.Hasil analisis X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) nunjukkeun panurunan dina eusi Cr dina beungeut sampel handapeun biofilm.Analisis gambar pit némbongkeun yén biofilm Pseudomonas aeruginosa ngahasilkeun jero pit maksimum 0,69 µm sanggeus 14 poé budaya.Sanajan ieu leutik, eta nunjukkeun yen 2707 HDSS teu sagemblengna kabal kana épék P. aeruginosa biofilms on MIC.
Duplex stainless steel (DSS) loba dipaké dina sagala rupa industri alatan kombinasi sampurna sipat mékanis alus teuing jeung résistansi korosi1,2.Sanajan kitu, pitting localized bisa kénéh lumangsung, nu bisa mangaruhan integritas baja ieu 3, 4.DSS henteu ditangtayungan tina korosi mikroba (MIC)5,6.Sanaos rentang aplikasi DSS lega pisan, masih aya lingkungan dimana résistansi korosi DSS henteu cekap pikeun panggunaan jangka panjang.Ieu ngandung harti yén bahan anu langkung mahal sareng résistansi korosi anu langkung luhur diperyogikeun.Jeon et al.7 kapanggih yén malah super duplex stainless steel (SDSS) boga sababaraha watesan dina watesan lalawanan korosi.Ku alatan éta, aya anu peryogi pikeun super duplex stainless steels (HDSS) kalawan lalawanan korosi luhur dina aplikasi nu tangtu.Ieu ngakibatkeun ngembangkeun HDSS kacida alloyed.
Résistansi korosi DSS ditangtukeun ku rasio α-fase ka γ-fase jeung wewengkon depleted dina Cr, Mo jeung W padeukeut jeung fase sekundér8,9,10.HDSS ngandung eusi luhur Cr, Mo jeung N11, nu mere eta résistansi korosi alus teuing jeung nilai tinggi (45-50) nilai lalawanan pitting sarimbag (PREN), nu ditetepkeun ku wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo. + 0, 5 wt % W) + 16 wt %.N12.Résistansi korosi anu alus teuing gumantung kana komposisi saimbang anu ngandung kira-kira 50% fase feritik (α) sareng 50% austenit (γ).HDSS parantos ningkatkeun sipat mékanis sareng résistansi klorin langkung luhur dibandingkeun sareng DSS13 konvensional.Karakteristik korosi kimiawi.Ningkatkeun résistansi korosi ngalegaan panggunaan HDSS dina lingkungan klorida anu langkung agrésif sapertos lingkungan laut.
MIC mangrupikeun masalah anu penting dina seueur industri, kalebet minyak sareng gas sareng pasokan cai14.MIC nyababkeun 20% tina sadaya karusakan korosi15.MIC mangrupikeun korosi bioéléktrokimia anu tiasa dititénan dina seueur lingkungan16.Kabentukna biofilm dina permukaan logam ngarobah kaayaan éléktrokimia sahingga mangaruhan prosés korosi.Sacara umum ditarima yén korosi MIC disababkeun ku biofilm14.Mikroorganisme éléktrogénik ngadahar logam pikeun meunangkeun énergi pikeun salamet17.Panaliti MIC panganyarna nunjukkeun yén EET (transfer éléktron ékstrasélular) nyaéta faktor ngawatesan pikeun MIC anu diinduksi ku mikroorganisme éléktrogén.Zhang et al.18 nunjukkeun yén mediator éléktron ngagancangkeun mindahkeun éléktron antara sél sessile Desulfovibrio vulgaris jeung 304 stainless steel, hasilna serangan MIC leuwih parna.Anning et al.19 sarta Wenzlaff et al.20 nunjukkeun yén biofilm baktéri pangurangan sulfat korosif (SRBs) tiasa nyerep éléktron langsung tina substrat logam, nyababkeun pitting parah.
DSS dipikanyaho rentan ka MIC dina média anu ngandung SRB, baktéri pangurangan beusi (IRB), jsb. 21 .Baktéri ieu ngabalukarkeun localized pitting dina beungeut DSS handapeun biofilm22,23.Beda sareng DSS, sakedik dipikanyaho ngeunaan MIC HDSS24.
Pseudomonas aeruginosa nyaéta baktéri Gram-négatip, motil, ngawangun batang anu disebarkeun sacara lega di alam25.Pseudomonas aeruginosa ogé mikrobiota utama anu tanggung jawab pikeun MIC baja di lingkungan laut26.Spésiés Pseudomonas aub langsung dina prosés korosi sarta diakuan salaku penjajah munggaran dina mangsa formasi biofilm27.Mahat et al.28 jeung Yuan et al.29 nunjukkeun yén Pseudomonas aeruginosa condong ningkatkeun laju korosi baja hampang sareng alloy dina lingkungan akuatik.
Tujuan utama karya ieu pikeun nalungtik sipat MIC of 2707 HDSS disababkeun ku baktéri aérobik laut Pseudomonas aeruginosa ngagunakeun métode éléktrokimia, métode analisis permukaan jeung analisis produk korosi.Studi éléktrokimia kaasup poténsi sirkuit kabuka (OCP), résistansi polarisasi linier (LPR), spéktroskopi impedansi éléktrokimia (EIS) sareng polarisasi poténsi dinamis dilakukeun pikeun ngulik paripolah MIC 2707 HDSS.Énergi dispersive spéktroskopi (EDS) analisis dipigawé pikeun ngadeteksi unsur kimia dina surfaces corroded.Salaku tambahan, stabilitas pasif film oksida dina pangaruh lingkungan laut anu ngandung Pseudomonas aeruginosa ditangtukeun ku spéktroskopi fotoéléktron sinar-X (XPS).Jero liang diukur dina mikroskop laser scanning confocal (CLSM).
Tabel 1 nunjukkeun komposisi kimia 2707 HDSS.Tabél 2 nunjukkeun yén 2707 HDSS gaduh sipat mékanis anu saé kalayan kakuatan ngahasilkeun 650 MPa.Dina Gbr.1 nembongkeun microstructure optik solusi panas diperlakukeun 2707 HDSS.Pita anu manjang tina fase austenitik sareng feritik tanpa fase sekundér tiasa ditingali dina struktur mikro anu ngandung kira-kira 50% austenitik sareng 50% fase feritik.
Dina Gbr.2a nunjukkeun poténsi sirkuit kabuka (Eocp) versus waktos paparan pikeun 2707 HDSS dina medium abiotik 2216E sareng kaldu Pseudomonas aeruginosa salami 14 dinten dina suhu 37 ° C.Kapanggih yén parobahan anu paling jelas dina Eocp lumangsung salami 24 jam munggaran.Nilai Eocp dina duanana kasus muncak dina ngeunaan -145 mV (versus SCE) dina ngeunaan 16 jam lajeng turun sharply mun -477 mV (versus SCE) jeung -236 mV (versus SCE) pikeun sampel non-biologis sarta P pikeun relatif. SCE) daun patina, masing-masing.Saatos 24 jam, nilai Eocp Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS tetep kawilang stabil dina -228 mV (dibandingkeun sareng SCE), sedengkeun nilai anu cocog pikeun sampel non-biologis kirang langkung -442 mV (dibandingkeun sareng SCE).Eocp ku ayana Pseudomonas aeruginosa éta rada handap.
Uji éléktrokimia tina 2707 sampel HDSS dina média abiotik sareng kaldu Pseudomonas aeruginosa dina suhu 37°C:
(a) Parobahan Eocp kalawan waktu paparan, (b) kurva polarisasi dina poé 14, (c) parobahan dina Rp kalawan waktu paparan, (d) parobahan corr kalawan waktu paparan.
meja 3 nembongkeun parameter korosi éléktrokimia 2707 sampel HDSS kakeunaan abiotik jeung P. aeruginosa média inoculated leuwih kurun waktu 14 poé.Ekstrapolasi tangensial tina kurva anodik sareng katodik ka titik simpang ngamungkinkeun pikeun nangtukeun dénsitas arus korosi (icorr), poténsi korosi (Ecorr) sareng lamping Tafel (βα sareng βc) dumasar kana metode standar30,31.
Ditémbongkeun saperti dina Gambar 2b, pergeseran luhur kurva P. aeruginosa nyababkeun kanaékan Ecorr dibandingkeun jeung kurva abiotik.Nilai icorr sampel nu ngandung Pseudomonas aeruginosa, sabanding jeung laju korosi, ngaronjat jadi 0,328 µA cm-2, nu opat kali leuwih gede dibandingkeun sampel non-biologis (0,087 µA cm-2).
LPR mangrupikeun metode éléktrokimia klasik pikeun analisa korosi anu henteu ngaruksak.Éta ogé parantos dianggo pikeun diajar MIC32.Dina Gbr.2c nunjukkeun parobahan résistansi polarisasi (Rp) gumantung kana waktos paparan.Nilai Rp nu leuwih luhur hartina kurang korosi.Dina 24 jam kahiji, Rp 2707 HDSS puncakna 1955 kΩ cm2 pikeun spésimén non-biologis jeung 1429 kΩ cm2 pikeun spésimén Pseudomonas aeruginosa.Gambar 2c ogé nunjukkeun yén nilai Rp turun gancang saatos hiji dinten teras tetep rélatif teu robih salami 13 dinten salajengna.Nilai Rp pikeun spésimén uji Pseudomonas aeruginosa kira-kira 40 kΩ cm2, jauh leuwih handap tina nilai 450 kΩ cm2 pikeun spésimén tés non-biologis.
Nilai icorr sabanding jeung laju korosi seragam.Nilaina tiasa diitung tina persamaan Stern-Giri di handap ieu:
Numutkeun Zoe et al.33 lamping Tafel B dicokot salaku nilai has 26 mV / Dec dina karya ieu.Dina Gbr.2d nunjukeun yen icorr tina 2707 galur abiotik tetep rélatif stabil, sedengkeun icorr tina Pseudomonas aeruginosa band fluctuated kuat kalawan luncat badag sanggeus 24 jam munggaran.Nilai icorr tina sampel uji Pseudomonas aeruginosa éta hiji urutan gedena leuwih luhur ti kontrol non-biologis.Tren ieu konsisten sareng hasil résistansi polarisasi.
EIS nyaéta métode non-destructive sejen dipaké pikeun characterize réaksi éléktrokimia dina panganteur korosi34.spéktra impedansi jeung itungan kapasitansi tina strips kakeunaan média abiotik jeung solusi Pseudomonas aeruginosa, Rb nyaéta résistansi pasip / biofilm kabentuk dina beungeut strip, Rct nyaéta résistansi mindahkeun muatan, Cdl nyaéta lapisan ganda listrik.) jeung parameter unsur fase konstan QCPE (CPE).Parameter ieu salajengna dianalisis ku ngabandingkeun data sareng model sirkuit listrik (EEC) sarimbag.
Dina Gbr.3 nembongkeun plot Nyquist has (a jeung b) jeung plot Bode (a 'jeung b') 2707 sampel HDSS dina média abiotik jeung kaldu Pseudomonas aeruginosa dina rupa kali inkubasi.Dina ayana Pseudomonas aeruginosa, diaméter loop Nyquist turun.Plot Bode (Gbr. 3b ') nembongkeun kanaékan total impedansi.Émbaran ngeunaan konstanta waktu rélaxasi tiasa didapet tina fase maxima.Dina Gbr.4 nembongkeun struktur fisik jeung EEC pakait dumasar kana hiji-lapisan (a) jeung dua-lapisan (b).CPE diwanohkeun kana modél EEC.Adonan sareng impedansina dinyatakeun kieu:
Dua model fisik sareng sirkuit sarimbag anu cocog pikeun nyocogkeun spéktrum impedansi kupon 2707 HDSS:
Dimana Y0 nyaéta gedéna CPE, j nyaéta angka imajinér atawa (−1)1/2, ω nyaéta frékuénsi sudut, jeung n nyaéta faktor daya CPE kurang ti hiji35.Inversion résistansi mindahkeun muatan (ie 1/Rct) pakait jeung laju korosi.Nilai Rct handap hartina laju korosi luhur27.Saatos 14 dinten inkubasi, Rct tina sampel uji Pseudomonas aeruginosa ngahontal 32 kΩ cm2, anu langkung handap tina 489 kΩ cm2 tina sampel uji non-biologis (Tabel 4).
Gambar CLSM sareng gambar SEM dina Gbr.5 jelas nunjukkeun yén sinyalna biofilm dina beungeut sampel HDSS 2707 padet pisan saatos 7 dinten.Nanging, saatos 14 dinten lapisan biofilm janten jarang sareng sababaraha sél paéh muncul.Tabel 5 nunjukkeun ketebalan biofilm tina 2707 sampel HDSS saatos 7 sareng 14 dinten paparan ka Pseudomonas aeruginosa.Ketebalan biofilm maksimum robih tina 23,4 µm saatos 7 dinten janten 18,9 µm saatos 14 dinten.Rata ketebalan biofilm ogé dikonfirmasi trend ieu.Éta turun tina 22,2 ± 0,7 μm saatos 7 dinten ka 17,8 ± 1,0 μm saatos 14 dinten.
(a) Gambar 3-D CLSM dina 7 dinten, (b) Gambar 3-D CLSM dina 14 dinten, (c) gambar SEM dina 7 dinten, sareng (d) gambar SEM dina 14 dinten.
EMF ngungkabkeun unsur kimia dina biofilm sareng produk korosi dina conto anu kakeunaan Pseudomonas aeruginosa salami 14 dinten.Dina Gbr.Gambar 6 nunjukkeun yén eusi C, N, O, P dina biofilm sareng produk korosi langkung luhur tibatan logam murni, sabab unsur-unsur ieu aya hubunganana sareng biofilm sareng métabolitna.Mikroorganisme ngan ukur butuh sajumlah Cr sareng Fe.Eusi luhur Cr jeung Fe dina biofilm jeung produk korosi dina beungeut sampel nunjukkeun leungitna elemen dina matrix logam salaku hasil tina korosi.
Saatos 14 dinten, liang sareng sareng tanpa P. aeruginosa dititénan dina sedeng 2216E.Saméméh inkubasi, beungeut sampel lemes jeung tanpa defects (Gbr. 7a).Saatos inkubasi sareng ngaleungitkeun produk biofilm sareng korosi, liang anu paling jero dina permukaan sampel ditaliti nganggo CLSM, sapertos anu dipidangkeun dina Gbr. 7b sareng c.Henteu aya pitting anu jelas dina permukaan kontrol non-biologis (jero pit maksimal 0,02 µm).Jero liang maksimum anu disababkeun ku Pseudomonas aeruginosa nyaéta 0,52 µm saatos 7 dinten sareng 0,69 µm saatos 14 dinten, dumasar kana rata-rata jero liang maksimal tina 3 sampel (10 kedalaman pit maksimal dipilih pikeun tiap sampel) sareng ngahontal 0,42 ± 0,12 µm. .jeung 0,52 ± 0,15 µm, masing-masing (Tabel 5).Nilai jero dimple ieu leutik tapi penting.
(a) saméméh paparan;(b) 14 poé di lingkungan abiotik;(c) 14 poé dina kaldu P. aeruginosa.
Dina Gbr.meja 8 nembongkeun spéktra XPS rupa surfaces sampel, jeung kimia dianalisis pikeun tiap permukaan diringkeskeun dina Table 6. Dina Table 6, persentase atom Fe jeung Cr éta leuwih handap ku ayana P. aeruginosa (sampel A jeung B. ) tinimbang dina jalur kontrol non-biologis.(sampel C jeung D).Pikeun sampel Pseudomonas aeruginosa, kurva spektral tingkat inti Cr 2p dipasangan ka opat komponén puncak kalawan énergi beungkeutan (BE) tina 574.4, 576.6, 578.3 jeung 586.8 eV, anu ditugaskeun ka Cr, Cr2O3, CrO3 jeung Cr( 3, masing-masing (Gbr. 9a jeung b).Pikeun sampel nonbiologis, spéktra tingkat inti Cr 2p dina Gbr.9c sareng d ngandung dua puncak utama Cr (BE 573.80 eV) sareng Cr2O3 (BE 575.90 eV), masing-masing.Beda anu paling mencolok antara kupon abiotik sareng kupon P. aeruginosa nyaéta ayana Cr6+ sareng fraksi Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) anu kawilang luhur dina biofilm.
Spéktrum XPS permukaan lega tina 2707 sampel HDSS dina dua média masing-masing pikeun 7 sareng 14 dinten.
(a) 7 poé paparan P. aeruginosa, (b) 14 poé paparan P. aeruginosa, (c) 7 poé paparan abiotik, (d) 14 poé paparan abiotik.
HDSS nunjukkeun tingkat résistansi korosi anu luhur dina kalolobaan lingkungan.Kim et al.2 ngalaporkeun yén HDSS UNS S32707 diidentifikasi minangka DSS kacida doped kalawan PREN leuwih gede ti 45. Nilai PREN sampel HDSS 2707 dina karya ieu 49. Ieu alatan eusi Cr tinggi na tingkat luhur Mo na Ni, anu mangpaat dina lingkungan asam sareng lingkungan anu ngandung klorida anu luhur.Salaku tambahan, komposisi saimbang sareng mikrostruktur anu teu aya cacad nyayogikeun stabilitas struktural sareng résistansi korosi.Sanajan résistansi kimiawi alus teuing, data ékspérimén dina karya ieu némbongkeun yén 2707 HDSS teu sagemblengna kabal kana Pseudomonas aeruginosa biofilm MICs.
Hasil éléktrokimia nunjukkeun yén laju korosi 2707 HDSS dina kaldu Pseudomonas aeruginosa ningkat sacara signifikan saatos 14 dinten dibandingkeun sareng lingkungan non-biologis.Dina Gambar 2a, panurunan dina Eocp dititénan duanana dina medium abiotik jeung P. aeruginosa kaldu salila 24 jam munggaran.Sanggeus éta, biofilm rengse nutupan beungeut sampel sarta Eocp janten rélatif stabil.Sanajan kitu, tingkat Eocp biotik jauh leuwih luhur ti tingkat Eocp abiotik.Aya alesan pikeun yakin yén bédana ieu pakait sareng formasi biofilm P. aeruginosa.Dina Gbr.2g, nilai icorr 2707 HDSS ngahontal 0,627 µA cm-2 ku ayana Pseudomonas aeruginosa, anu mangrupa urutan gedena leuwih luhur ti kontrol non-biologis (0,063 µA cm-2), anu konsisten jeung Rct. nilai diukur ku EIS.Salila sababaraha poé kahiji, nilai impedansi dina kaldu P. aeruginosa ngaronjat alatan kantétan sél P. aeruginosa jeung formasi biofilm.Tapi, impedansi nurun nalika biofilm lengkep nutupan beungeut sampel.Lapisan pelindung diserang utamana alatan formasi biofilm jeung biofilm métabolit.Ku alatan éta, résistansi korosi nurun kana waktu, sarta deposit Pseudomonas aeruginosa ngabalukarkeun localized korosi.Tren dina lingkungan abiotik béda.Résistansi korosi kontrol non-biologis jauh leuwih luhur ti nilai pakait tina sampel kakeunaan kaldu Pseudomonas aeruginosa.Sajaba ti éta, pikeun sampel abiotik, nilai HDSS Rct 2707 ngahontal 489 kΩ cm2 dina poé 14, nyaéta 15 kali leuwih luhur ti ayana Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ cm2).Ku kituna, 2707 HDSS boga résistansi korosi alus teuing di lingkungan steril, tapi teu ditangtayungan tina serangan MIC ku biofilm Pseudomonas aeruginosa.
Hasil ieu ogé tiasa dititénan tina kurva polarisasi dina Gbr.2b.Cabang anodik pakait sareng formasi biofilm Pseudomonas aeruginosa sareng réaksi oksidasi logam.Dina waktos anu sami, réaksi katodik nyaéta réduksi oksigén.Ayana P. aeruginosa nyata ngaronjat dénsitas arus korosi, nu éta ngeunaan hiji urutan gedena leuwih luhur ti di kontrol abiotik.Ieu nunjukkeun yén biofilm Pseudomonas aeruginosa ningkatkeun korosi lokal tina 2707 HDSS.Yuan et al.29 kapanggih yén dénsitas arus korosi tina alloy 70/30 Cu-Ni ngaronjat ku biofilm Pseudomonas aeruginosa.Ieu bisa jadi alatan biokatalisis réduksi oksigén ku biofilm Pseudomonas aeruginosa.Observasi ieu ogé bisa ngajelaskeun MIC 2707 HDSS dina karya ieu.Biofilm aérobik ogé tiasa ngirangan eusi oksigén di handapeunana.Ku kituna, panolakan pikeun repassivate beungeut logam jeung oksigén bisa jadi faktor contributing ka MIC dina karya ieu.
Dickinson et al.38 ngusulkeun yén laju réaksi kimiawi sareng éléktrokimia langsung gumantung kana kagiatan métabolik baktéri anu napel dina permukaan sampel sareng sifat produk korosi.Ditémbongkeun saperti dina Gambar 5 jeung Table 5, jumlah sél jeung ketebalan biofilm turun sanggeus 14 poé.Ieu alesan bisa dijelaskeun ku kanyataan yén sanggeus 14 poé lolobana sél anchored dina beungeut 2707 HDSS maot alatan depletion gizi dina medium 2216E atawa sékrési ion logam toksik tina 2707 HDSS matrix.Ieu watesan ékspérimén bets.
Dina karya ieu, hiji biofilm Pseudomonas aeruginosa diwanohkeun depletion lokal Cr jeung Fe handapeun biofilm dina beungeut 2707 HDSS (Gbr. 6).Dina Table 6, Fe jeung Cr turun dina sampel D dibandingkeun sampel C, nunjukkeun yén Fe jeung Cr disolusi disababkeun ku P. aeruginosa biofilm dijaga sanggeus 7 poé munggaran.Lingkungan 2216E dianggo pikeun simulasi lingkungan laut.Éta ngandung 17700 ppm Cl-, anu dibandingkeun sareng eusina dina cai laut alami.Ayana 17700 ppm Cl- mangrupikeun alesan utama panurunan Cr dina sampel non-biologis 7 dinten sareng 14 dinten anu dianalisis ku XPS.Dibandingkeun sareng sampel uji Pseudomonas aeruginosa, disolusi Cr dina sampel uji abiotik langkung seueur kusabab résistansi kuat 2707 HDSS kana klorin dina lingkungan abiotik.Dina Gbr.9 nembongkeun ayana Cr6+ dina pilem passivating.Ieu bisa jadi patali jeung ngaleupaskeun Cr tina surfaces baja ku biofilms P. aeruginosa, sakumaha ngusulkeun Chen na Clayton39.
Kusabab pertumbuhan baktéri, nilai pH médium sateuacan sareng saatos inkubasi masing-masing 7,4 sareng 8,2.Ku kituna, korosi asam organik saperti teu mirip nyumbang kana karya ieu dina biofilms P. aeruginosa alatan pH rélatif luhur dina medium bulk.pH medium kontrol non-biologis teu robah sacara signifikan (tina 7,4 awal nepi ka ahir 7,5) salila periode 14 poé tés.Paningkatan pH dina médium inokulum saatos inkubasi pakait sareng kagiatan métabolik Pseudomonas aeruginosa, sareng pangaruh anu sami dina pH kapanggih dina henteuna jalur uji.
Ditémbongkeun saperti dina Gbr.7, jero liang maksimum anu disababkeun ku biofilm Pseudomonas aeruginosa nyaéta 0,69 µm, anu sacara signifikan langkung ageung tibatan dina médium abiotik (0,02 µm).Ieu satuju sareng data éléktrokimia di luhur.Dina kaayaan anu sami, jero liang 0,69 µm langkung ti sapuluh kali langkung alit tibatan nilai 9,5 µm anu ditangtukeun pikeun 2205 DSS40.Data ieu nunjukkeun yén 2707 HDSS nunjukkeun résistansi anu langkung saé pikeun MIC tibatan 2205 DSS.Ieu teu heran saprak 2707 HDSS boga tingkat Cr luhur, anu ngamungkinkeun passivation panjang, ngajadikeun Pseudomonas aeruginosa leuwih hese depassivate, tur dimimitian prosés tanpa ngabahayakeun présipitasi sekundér Pitting41.
Kasimpulanana, ngadu MIC kapanggih dina permukaan 2707 HDSS dina kaldu Pseudomonas aeruginosa, sedengkeun ngadu diabaikan dina média abiotik.Karya ieu nunjukeun yen 2707 HDSS boga résistansi hadé mun MIC ti 2205 DSS, tapi teu sagemblengna kabal ka MIC alatan biofilm Pseudomonas aeruginosa.Hasil ieu mantuan dina seleksi stainless steels cocog jeung harepan hirup pikeun lingkungan laut.
Sampel 2707 HDSS disayogikeun ku Sakola Metalurgi, Universitas Northeastern (NEU), Shenyang, China.Komposisi unsur 2707 HDSS dipidangkeun dina Tabel 1, anu dianalisis ku Analisis Bahan sareng Jurusan Pengujian Universitas Northeastern.Sadaya sampel dirawat pikeun solusi padet dina 1180 ° C salami 1 jam.Sateuacan uji korosi, baja koin 2707 HDSS kalayan luas permukaan anu kakeunaan 1 cm2 digosok dugi ka grit 2000 nganggo sandpaper silikon karbida teras teras digosok ku slurry bubuk Al2O3 0,05 µm.Sisi jeung handap ditangtayungan ku cet inert.Saatos garing, sampel dikumbah ku cai deionisasi steril sareng disterilisasi nganggo étanol 75% (v / v) salami 0,5 jam.Aranjeunna teras digaringkeun di handapeun sinar ultraviolét (UV) salami 0,5 jam sateuacan dianggo.
galur laut Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 dibeuli ti Xiamen Marine Culture Collection (MCCC), Cina.Kelautan 2216E sedeng cair (Qingdao Hope Biotéhnologi Co., Ltd., Qingdao, Cina) dipaké pikeun budaya Pseudomonas aeruginosa dina 250 ml flasks jeung 500 ml sél kaca éléktrokimia dina kaayaan aérobik dina 37 ° C.Sedeng ngandung (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 SrCl2, 0,08 SrBr2, 0,08 SrBr2, 0,08 SrBr2 0,008, 0,008 Na4F0H20PO.1,0 ekstrak ragi jeung 0,1 sitrat beusi.Autoclave dina 121 ° C salila 20 mnt saméméh inokulasi.Sél sessile jeung planktonic diitung dina mikroskop cahaya maké hemocytometer dina 400x magnification.Konsentrasi awal sél planktonik P. aeruginosa langsung saatos inokulasi kira-kira 106 sél/mL.
Tés éléktrokimia dilaksanakeun dina sél gelas tilu-éléktroda klasik kalayan volume sedeng 500 ml.A lambar platinum sarta éléktroda calomel jenuh (SCE) disambungkeun ka reaktor ngaliwatan kapilér Luggin ngeusi sasak uyah jeung dilayanan salaku counter jeung éléktroda rujukan, mungguh.Pikeun nyieun éléktroda gawé, kawat tambaga-coated karét ieu napel unggal sampel sarta coated kalawan epoxy, ninggalkeun ngeunaan 1 cm2 aréa permukaan dina hiji sisi pikeun éléktroda gawé.Salila pangukuran éléktrokimia, sampel disimpen dina medium 2216E sarta diteundeun dina suhu inkubasi konstan (37 ° C) dina mandi cai.OCP, LPR, EIS sareng data polarisasi dinamis poténsial diukur nganggo potentiostat Autolab (Rujukan 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).Tés LPR dirékam dina laju scan 0,125 mV s-1 dina rentang -5 jeung 5 mV sarta Eocp kalawan laju sampling 1 Hz.EIS dipigawé dina kaayaan ajeg Eocp maké tegangan dilarapkeun 5 mV kalawan sinusoid dina rentang frékuénsi 0,01 nepi ka 10.000 Hz.Sateuacan sapuan poténsial, éléktroda éta dina modeu sirkuit kabuka dugi poténsi korosi bébas stabil tina 42 ngahontal.Jeung.Unggal tés diulang tilu kali kalayan sareng tanpa Pseudomonas aeruginosa.
Sampel pikeun analisis metalografi digosok sacara mékanis ku kertas SiC baseuh 2000 grit teras dipoles ku bubuk slurry bubuk Al2O3 0,05 µm pikeun observasi optik.Analisis metallographic dilaksanakeun nganggo mikroskop optik.Sampel ieu etched kalawan 10 wt% larutan kalium hidroksida43.
Saatos inkubasi, cuci 3 kali nganggo fosfat buffered saline (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) teras ngalereskeun sareng 2,5% (v / v) glutaraldehida salami 10 jam pikeun ngalereskeun biofilm.Dehidrasi saterusna kalawan étanol dina runtuyan stepped (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% jeung 100% ku volume) saméméh drying hawa.Tungtungna, pilem emas ieu sputtered onto beungeut sampel nyadiakeun konduktivitas pikeun observasi SEM44.Gambar SEM museurkeun kana lokasi sareng sél P. aeruginosa anu paling mantep dina permukaan unggal sampel.Analisis EMF dilaksanakeun pikeun ngadeteksi unsur kimia.Pikeun ngukur jero liang kubur, Zeiss confocal laser scanning mikroskop (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Jérman) dipaké.Pikeun niténan liang korosi handapeun biofilm, sampel test munggaran cleaned nurutkeun Standar Nasional Cina (CNS) GB / T4334.4-2000 pikeun miceun produk korosi jeung biofilm tina beungeut sampel test.
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 Surface Analysis System, Thermo VG, USA) analisis ngagunakeun sumber sinar-X monokromatik (garis Al Kα kalawan énergi 1500 eV jeung kakuatan 150 W) dina rupa-rupa énergi mengikat. 0 handap kaayaan baku -1350 eV.Rékam spéktra résolusi luhur ngagunakeun énérgi 50 eV pass sareng ukuran léngkah 0,2 eV.
Leupaskeun sampel inkubasi jeung gently ngumbah eta kalawan PBS (pH 7,4 ± 0,2) salila 15 s45.Pikeun niténan viability baktéri biofilm dina sampel, biofilm ieu patri maké LIVE / DEAD BacLight Baktéri Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, AS).Kit ngandung dua pewarna fluoresensi: SYTO-9 pewarna fluoresensi héjo sareng propidium iodide (PI) pewarna fluoresensi beureum.Dina CLSM, titik-titik héjo sareng beureum fluoresensi ngagambarkeun sél hirup sareng sél paéh, masing-masing.Pikeun ngawarnaan, inkubasi 1 ml campuran anu ngandung 3 µl SYTO-9 sareng 3 µl larutan PI dina suhu kamar (23°C) dina poék salami 20 menit.Saatos éta, sampel anu diwarnaan dititénan dina dua panjang gelombang (488 nm pikeun sél hirup sareng 559 nm pikeun sél paéh) nganggo aparat Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Jepang).Ukur ketebalan biofilm dina modeu scanning 3-D.
Kumaha carana nyebatkeun artikel ieu: Li, H. et al.Pangaruh biofilm laut Pseudomonas aeruginosa kana korosi mikroba 2707 stainless steel super duplex.elmu pangaweruh.imah 6, 20190;doi: 10.1038 / srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Stress korosi cracking of LDX 2101 duplex stainless steel dina leyuran klorida ku ayana thiosulfate.korosi.élmu.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS na Park, YS Pangaruh perlakuan panas solusi jeung nitrogén dina gas shielding dina résistansi korosi pitting of welds stainless steel super duplex.korosi.élmu.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. sarta Lewandowski, Z. Hiji studi komparatif kimiawi mikroba jeung éléktrokimia pitting di 316L stainless steel.korosi.élmu.45, 2577–2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG jeung Xiao K. Paripolah éléktrokimia 2205 duplex stainless steel dina leyuran basa dina rupa nilai pH ku ayana klorida.éléktrokimia.Jurnal.64, 211–220 (2012).
waktos pos: Jan-09-2023