Nature.com saytiga tashrif buyurganingiz uchun tashakkur.Siz cheklangan CSS-ni qo'llab-quvvatlaydigan brauzer versiyasidan foydalanmoqdasiz.Eng yaxshi tajriba uchun yangilangan brauzerdan foydalanishni tavsiya qilamiz (yoki Internet Explorer-da Moslik rejimini o'chirib qo'ying).Bundan tashqari, doimiy qo'llab-quvvatlashni ta'minlash uchun biz saytni uslublar va JavaScriptlarsiz ko'rsatamiz.
Bir vaqtning o'zida uchta slayddan iborat karuselni ko'rsatadi.Bir vaqtning o'zida uchta slayd bo'ylab harakatlanish uchun "Oldingi" va "Keyingi" tugmalaridan foydalaning yoki bir vaqtning o'zida uchta slayd bo'ylab harakatlanish uchun oxiridagi slayder tugmalaridan foydalaning.
Mikrobial korroziya (MIC) ko'plab sohalarda katta muammo hisoblanadi, chunki u katta iqtisodiy yo'qotishlarga olib kelishi mumkin.Super dupleks zanglamaydigan po'latdan 2707 (2707 HDSS) mukammal kimyoviy qarshilik tufayli dengiz muhitida ishlatiladi.Biroq, uning MICga chidamliligi eksperimental ravishda isbotlanmagan.Ushbu tadqiqot dengiz aerob bakteriyasi Pseudomonas aeruginosa keltirib chiqaradigan MIC 2707 HDSS xatti-harakatlarini o'rganib chiqdi.Elektrokimyoviy tahlil shuni ko'rsatdiki, 2216E muhitida Pseudomonas aeruginosa biofilmi mavjud bo'lganda, korroziya potentsiali ijobiy o'zgargan va korroziya oqimining zichligi oshgan.X-nurli fotoelektron spektroskopiya (XPS) tahlili natijalari bioplyonka ostida namuna yuzasida Cr miqdorining pasayishini ko'rsatdi.Chuqur tasvirlarining tahlili shuni ko'rsatdiki, Pseudomonas aeruginosa biofilmlari 14 kunlik madaniyatdan so'ng maksimal chuqurlik chuqurligi 0,69 mkm hosil qildi.Bu kichik bo'lsa-da, 2707 HDSS P. aeruginosa biofilmlarining MICga ta'siridan to'liq immunitetga ega emasligini ko'rsatadi.
Dupleks zanglamaydigan po'lat (DSS) mukammal mexanik xususiyatlar va korroziyaga chidamliligining mukammal kombinatsiyasi tufayli turli sohalarda keng qo'llaniladi1,2.Biroq, mahalliylashtirilgan chuqurchalar hali ham paydo bo'lishi mumkin, bu esa bu po'latning yaxlitligiga ta'sir qilishi mumkin 3, 4 .DSS mikrobial korroziyadan (MIC) himoyalanmagan5,6.DSSni qo'llash doirasi juda keng bo'lsa-da, DSS ning korroziyaga chidamliligi uzoq muddatli foydalanish uchun etarli bo'lmagan muhitlar mavjud.Bu shuni anglatadiki, korroziyaga chidamliligi yuqori bo'lgan qimmatroq materiallar talab qilinadi.Jeon va boshq.7 hatto super dupleks zanglamaydigan po'latdan (SDSS) korroziyaga chidamlilik nuqtai nazaridan ba'zi cheklovlarga ega ekanligini aniqladilar.Shuning uchun, ba'zi ilovalarda yuqori korroziyaga chidamliligi bo'lgan super dupleks zanglamaydigan po'latlarga (HDSS) ehtiyoj bor.Bu yuqori darajada qotishma HDSS ning rivojlanishiga olib keldi.
DSS ning korroziyaga chidamliligi a-fazaning g-fazaga nisbati va ikkilamchi fazalarga tutashgan Cr, Mo va W da kamaygan maydonlar bilan aniqlanadi8,9,10.HDSS tarkibida Cr, Mo va N11 ning yuqori miqdori mavjud bo'lib, bu unga mukammal korroziyaga chidamliligini va og'irligi% Cr + 3,3 (wt.% Mo) bilan belgilanadigan yuqori qiymat (45-50) ekvivalent chuqurchaga chidamlilik qiymatini (PREN) beradi. + 0, 5 og'irligi % Vt) + 16 og'irligi %.N12.Uning mukammal korroziyaga chidamliligi taxminan 50% ferritik (a) va 50% ostenitik (g) fazalarni o'z ichiga olgan muvozanatli tarkibga bog'liq.HDSS an'anaviy DSS13 bilan solishtirganda yaxshilangan mexanik xususiyatlarga va yuqori xlorga chidamliligiga ega.Kimyoviy korroziyaning xususiyatlari.Yaxshilangan korroziyaga chidamlilik HDSS dan dengiz muhiti kabi tajovuzkor xlorid muhitlarida foydalanishni kengaytiradi.
MIC ko'plab sohalarda, jumladan, neft va gaz va suv ta'minotida muhim muammo hisoblanadi14.MIC barcha korroziya zararlarining 20% ni tashkil qiladi15.MIC bioelektrokimyoviy korroziya bo'lib, ko'p muhitlarda kuzatilishi mumkin16.Metall sirtlarda biofilmlarning shakllanishi elektrokimyoviy sharoitlarni o'zgartiradi va shu bilan korroziya jarayoniga ta'sir qiladi.MIK korroziyasiga biofilmlar sabab bo'lishi odatda qabul qilinadi14.Elektrogen mikroorganizmlar omon qolish uchun energiya olish uchun metallarni yeyishadi17.Yaqinda o'tkazilgan MIC tadqiqotlari EET (hujayradan tashqari elektron uzatish) elektrogen mikroorganizmlar tomonidan qo'zg'atilgan MIC uchun cheklovchi omil ekanligini ko'rsatdi.Chjan va boshq.18 elektron mediatorlar Desulfovibrio vulgaris sessil xujayralari va 304 zanglamaydigan po'lat o'rtasida elektron uzatishni tezlashtirishini ko'rsatdi, bu esa yanada jiddiy MIC hujumiga olib keladi.Anning va boshqalar.19 va Wenzlaff va boshqalar.20 korroziv sulfatni kamaytiruvchi bakteriyalarning (SRB) biofilmlari elektronlarni to'g'ridan-to'g'ri metall substratlardan o'zlashtirishi mumkinligini ko'rsatdi, bu esa kuchli chuqurlikka olib keladi.
DSS SRB, temirni kamaytiruvchi bakteriyalar (IRB) va boshqalarni o'z ichiga olgan muhitda MICga sezgir ekanligi ma'lum 21 .Ushbu bakteriyalar biofilm ostida DSS yuzasida mahalliy chuqurchalar paydo bo'lishiga olib keladi22,23.DSS-dan farqli o'laroq, MIC HDSS24 haqida kam narsa ma'lum.
Pseudomonas aeruginosa - tabiatda keng tarqalgan gram-manfiy, harakatchan, tayoqsimon bakteriya25.Pseudomonas aeruginosa, shuningdek, dengiz muhitida po'latning MIK uchun mas'ul bo'lgan asosiy mikrobiota hisoblanadi26.Pseudomonas turlari korroziya jarayonlarida bevosita ishtirok etadi va biofilm hosil bo'lishida birinchi kolonizator sifatida tan olinadi27.Mahat va boshqalar.28 va Yuan va boshqalar.29 Pseudomonas aeruginosa suv muhitida yumshoq po'lat va qotishmalarning korroziya tezligini oshirishga moyilligini ko'rsatdi.
Ushbu ishning asosiy maqsadi dengiz aerob bakteriyasi Pseudomonas aeruginosa keltirib chiqaradigan 2707 HDSS ning MIK xususiyatlarini elektrokimyoviy usullar, sirt tahlil usullari va korroziya mahsuloti tahlili yordamida o'rganishdir.MIC 2707 HDSS xatti-harakatlarini o'rganish uchun ochiq elektron potentsial (OCP), chiziqli polarizatsiya qarshiligi (LPR), elektrokimyoviy impedans spektroskopiyasi (EIS) va dinamik potentsial polarizatsiyani o'z ichiga olgan elektrokimyoviy tadqiqotlar o'tkazildi.Energiya dispersiv spektroskopiya (EDS) tahlili korroziyaga uchragan sirtlarda kimyoviy elementlarni aniqlash uchun amalga oshiriladi.Bundan tashqari, Pseudomonas aeruginosa o'z ichiga olgan dengiz muhiti ta'sirida oksid plyonkasi passivatsiyasining barqarorligi rentgen fotoelektron spektroskopiyasi (XPS) bilan aniqlandi.Chuqurlarning chuqurligi konfokal lazerli skanerlash mikroskopi (CLSM) ostida o'lchandi.
1-jadvalda 2707 HDSS ning kimyoviy tarkibi ko'rsatilgan.2-jadvaldan ko'rinib turibdiki, 2707 HDSS 650 MPa oqim kuchi bilan mukammal mexanik xususiyatlarga ega.Shaklda.1-rasmda issiqlik bilan ishlov berilgan 2707 HDSS eritmasining optik mikro tuzilishi ko'rsatilgan.Taxminan 50% ostenitik va 50% ferritik fazalarni o'z ichiga olgan mikro tuzilmada ikkilamchi fazalarsiz ostenitik va ferritik fazalarning cho'zilgan chiziqlarini ko'rish mumkin.
Shaklda.2a 2216E abiotik muhitda va Pseudomonas aeruginosa bulonida 2707 HDSS uchun 37°C da 14 kun davomida ta'sir qilish vaqtiga nisbatan ochiq elektron potentsialini (Eocp) ko'rsatadi.Eocpdagi eng aniq o'zgarishlar birinchi 24 soat ichida sodir bo'lganligi aniqlandi.Ikkala holatda ham Eocp qiymatlari taxminan 16 soatda taxminan -145 mV (SCEga nisbatan) cho'qqisiga chiqdi va keyin biologik bo'lmagan namunalar uchun -477 mV (SCEga nisbatan) va -236 mV (SCEga nisbatan) va nisbiy P ga keskin pasaydi. SCE) navbati bilan patina barglari.24 soatdan so'ng, Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS ning Eocp qiymati -228 mV (SCE bilan solishtirganda) nisbatan barqaror bo'lib qoldi, biologik bo'lmagan namuna uchun mos keladigan qiymat taxminan -442 mV (SCE bilan solishtirganda).Pseudomonas aeruginosa borligida Eocp ancha past edi.
Abiotik muhitda va Pseudomonas aeruginosa bulyonida 2707 HDSS namunasini 37°C da elektrokimyoviy sinovdan o‘tkazish:
(a) ta'sir qilish vaqti bilan Eocp o'zgarishi, (b) 14-kundagi qutblanish egri chizig'i, (c) ta'sir qilish vaqti bilan Rp o'zgarishi, (d) ta'sir qilish vaqti bilan korrning o'zgarishi.
3-jadvalda 14 kun davomida abiotik va P. aeruginosa emlangan muhitlar ta'sirida bo'lgan 2707 ta HDSS namunalarining elektrokimyoviy korroziya parametrlari ko'rsatilgan.Anodik va katod egri chiziqlarni kesishish nuqtasiga tangensial ekstrapolyatsiya qilish standart usullar bo'yicha korroziya oqimi zichligini (icorr), korroziya potentsialini (Ecorr) va Tafel qiyaligini (ba va bc) aniqlash imkonini berdi30,31.
2b-rasmda ko'rsatilganidek, P. aeruginosa egri chizig'ining yuqoriga siljishi abiotik egri chiziqqa nisbatan Ecorrning oshishiga olib keldi.Pseudomonas aeruginosa o'z ichiga olgan namunaning korroziya tezligiga mutanosib bo'lgan qiymati 0,328 mkA sm-2 gacha ko'tarildi, bu biologik bo'lmagan namunadagidan (0,087 mkA sm-2) to'rt baravar ko'pdir.
LPR - bu korroziyani buzmaydigan ekspress tahlil qilish uchun klassik elektrokimyoviy usul.U MIC32 ni o'rganish uchun ham ishlatilgan.Shaklda.2c ta'sir qilish vaqtiga qarab polarizatsiya qarshiligining (Rp) o'zgarishini ko'rsatadi.Yuqori Rp qiymati kamroq korroziyani anglatadi.Birinchi 24 soat ichida Rp 2707 HDSS biologik bo'lmagan namunalar uchun 1955 kŌ sm2 va Pseudomonas aeruginosa namunalari uchun 1429 kŌ sm2 gacha cho'qqisiga chiqdi.Shakl 2c, shuningdek, Rp qiymati bir kundan keyin tez pasayib, keyingi 13 kun ichida nisbatan o'zgarmaganligini ko'rsatadi.Pseudomonas aeruginosa sinov namunasi uchun Rp qiymati taxminan 40 kŌ sm2 ni tashkil qiladi, bu biologik bo'lmagan sinov namunasi uchun 450 kŌ sm2 qiymatidan ancha past.
icorr qiymati bir xil korroziya tezligiga proportsionaldir.Uning qiymatini quyidagi Stern-Giri tenglamasidan hisoblash mumkin:
Zoe va boshqalarga ko'ra.33 Tafel qiyalik B bu ishda 26 mV/dek tipik qiymat sifatida qabul qilingan.Shaklda.2d ko'rsatadiki, 2707 abiotik shtammining icorr darajasi nisbatan barqaror bo'lib qoldi, Pseudomonas aeruginosa bandining icorr esa birinchi 24 soatdan keyin katta sakrash bilan kuchli o'zgarib turdi.Pseudomonas aeruginosa test namunasining icorr qiymati biologik bo'lmagan nazoratdan kattaroq darajada edi.Ushbu tendentsiya polarizatsiya qarshiligi natijalariga mos keladi.
EIS korroziya interfeysida elektrokimyoviy reaktsiyalarni tavsiflash uchun ishlatiladigan yana bir buzilmaydigan usuldir34.Abiotik muhit va Pseudomonas aeruginosa eritmalari ta'sirida bo'lgan chiziqlarning impedans spektrlari va sig'imlarini hisoblash, Rb - chiziq yuzasida hosil bo'lgan passiv/biofilmning qarshiligi, Rct - zaryad o'tkazuvchanligi, Cdl - elektr qo'sh qavat.) va QCPE doimiy fazali element (CPE) parametrlari.Ushbu parametrlar ma'lumotlarni ekvivalent elektr zanjiri (EEC) modeli bilan taqqoslash orqali qo'shimcha tahlil qilindi.
Shaklda.3-rasmda abiotik muhitda va turli inkubatsiya vaqtlarida Pseudomonas aeruginosa bulonidagi 2707 HDSS namunalarining tipik Nyquist chizmalari (a va b) va Bode chizmalari (a' va b') ko'rsatilgan.Pseudomonas aeruginosa borligida Nyquist halqasining diametri kamayadi.Bode grafigi (3b'-rasm) umumiy impedansning o'sishini ko'rsatadi.Bo'shashish vaqti konstantasi haqida ma'lumotni fazalar maksimalidan olish mumkin.Shaklda.4-rasmda bir qatlamli (a) va ikki qatlamli (b) ga asoslangan jismoniy tuzilmalar va tegishli EEC ko'rsatilgan.CPE EEC modeliga kiritilgan.Uning ruxsati va empedansi quyidagicha ifodalanadi:
2707 HDSS kupon empedans spektrini o'rnatish uchun ikkita jismoniy model va mos keladigan ekvivalent sxemalar:
Bu erda Y0 - CPE ning kattaligi, j - xayoliy son yoki (-1)1/2, ō - burchak chastotasi va n - CPE quvvat koeffitsienti birdan35 dan kichik.Zaryad o'tkazish qarshiligi inversiyasi (ya'ni 1/Rct) korroziya tezligiga mos keladi.Rct qiymatining pastligi yuqori korroziya tezligini bildiradi27.14 kunlik inkubatsiyadan so'ng, Pseudomonas aeruginosa sinov namunasining Rct qiymati 32 kŌ sm2 ga etdi, bu biologik bo'lmagan sinov namunasining 489 kŌ sm2 dan ancha past (4-jadval).
CLSM tasvirlari va SEM tasvirlari shakl.5 HDSS 2707 namunasi yuzasida biofilm qoplamasi 7 kundan keyin juda zich bo'lganligini aniq ko'rsatadi.Biroq, 14 kundan keyin biofilm qoplamasi siyraklashdi va ba'zi o'lik hujayralar paydo bo'ldi.5-jadvalda Pseudomonas aeruginosa ta'siridan 7 va 14 kun o'tgach, 2707 HDSS namunasining biofilm qalinligi ko'rsatilgan.Maksimal biofilm qalinligi 7 kundan keyin 23,4 mkm dan 14 kundan keyin 18,9 mkm gacha o'zgardi.O'rtacha biofilm qalinligi ham bu tendentsiyani tasdiqladi.7 kundan keyin 22,2 ± 0,7 mkm dan 14 kundan keyin 17,8 ± 1,0 mkm ga kamaydi.
(a) 3-D CLSM tasviri 7 kun, (b) 3-D CLSM tasviri 14 kun, (c) SEM tasviri 7 kun va (d) SEM tasviri 14 kun.
EMF 14 kun davomida Pseudomonas aeruginosa ta'sirida bo'lgan namunalarda biofilm va korroziya mahsulotlarida kimyoviy elementlarni aniqladi.Shaklda.6-rasmda biofilm va korroziya mahsulotlari tarkibidagi C, N, O, P ning miqdori sof metallga qaraganda ancha yuqori ekanligini ko'rsatadi, chunki bu elementlar biofilm va uning metabolitlari bilan bog'liq.Mikroorganizmlar faqat Cr va Fe ning iz miqdorini talab qiladi.Namuna yuzasida biofilm va korroziya mahsulotlarida Cr va Fe ning yuqori miqdori korroziya natijasida metall matritsadagi elementlarning yo'qolishini ko'rsatadi.
14 kundan keyin 2216E muhitida P. aeruginosa bo'lgan va bo'lmagan chuqurliklar kuzatildi.Inkubatsiyadan oldin namunalar yuzasi silliq va nuqsonsiz edi (7a-rasm).Inkubatsiya va biofilm va korroziya mahsulotlarini olib tashlashdan so'ng, 7b va v-rasmda ko'rsatilganidek, namuna yuzasidagi eng chuqur chuqurlar CLSM yordamida tekshirildi.Biologik bo'lmagan nazorat yuzasida aniq chuqurchalar topilmadi (chuqurning maksimal chuqurligi 0,02 mkm).Pseudomonas aeruginosa tomonidan yuzaga kelgan maksimal chuqurlik chuqurligi 7 kundan keyin 0,52 mkmni va 14 kundan keyin 0,69 mkmni tashkil etdi, bu 3 ta namunadagi chuqurning o'rtacha maksimal chuqurligiga (har bir namuna uchun 10 ta maksimal chuqurlik tanlandi) asoslanib, 0,42 ± 0,12 mkm ga yetdi. .va mos ravishda 0,52 ± 0,15 mkm (5-jadval).Bu chuqurlik chuqurligi qiymatlari kichik, ammo muhim.
(a) ta'sir qilishdan oldin;(b) abiotik muhitda 14 kun;(c) P. aeruginosa bulonida 14 kun.
Shaklda.8-jadvalda turli xil namuna sirtlarining XPS spektrlari ko'rsatilgan va har bir sirt uchun tahlil qilingan kimyo 6-jadvalda jamlangan. 6-jadvalda Fe va Cr ning atom foizlari P. aeruginosa (A va B namunalari) ishtirokida ancha past bo'lgan. ) biologik bo'lmagan nazorat chiziqlariga qaraganda.(C va D namunalari).Pseudomonas aeruginosa namunasi uchun Cr 2p yadro darajasidagi spektral egri chizig'i Cr, Cr2O3, CrO3 va CrO3 ga tayinlangan 574,4, 576,6, 578,3 va 586,8 eV bog'lanish energiyasi (BE) bo'lgan to'rtta tepalik komponentiga o'rnatildi. 3, mos ravishda (9a va b-rasm).Biologik bo'lmagan namunalar uchun Cr 2p yadro darajasining spektrlari shakl.9c va d mos ravishda Cr (BE 573,80 eV) va Cr2O3 (BE 575,90 eV) ning ikkita asosiy cho'qqisini o'z ichiga oladi.Abiotik kupon va P. aeruginosa kupon o'rtasidagi eng yorqin farq bioplyonka ostida Cr6+ va Cr(OH)3 ning nisbatan yuqori ulushi (BE 586,8 eV) mavjudligi edi.
7 va 14 kun davomida ikkita muhitda 2707 HDSS namunalarining keng sirtli XPS spektrlari.
(a) 7 kun P. aeruginosa ta'siri, (b) 14 kun P. aeruginosa ta'siri, (c) 7 kun abiotik ta'sir, (d) 14 kun abiotik ta'sir.
HDSS ko'pgina muhitlarda yuqori darajadagi korroziyaga chidamliligini namoyish etadi.Kim va boshqalar 2 HDSS UNS S32707 PREN 45 dan yuqori bo'lgan yuqori darajada qo'llangan DSS sifatida aniqlanganligini xabar qildi. Ushbu ishda HDSS 2707 namunasining PREN qiymati 49 ni tashkil etdi. Bu yuqori Cr tarkibi va Mo va yuqori darajalari bilan bog'liq. Ni, kislotali muhitda va xloridlarning yuqori miqdori bo'lgan muhitda foydalidir.Bundan tashqari, yaxshi muvozanatlangan kompozitsion va nuqsonsiz mikroyapı strukturaning barqarorligini va korroziyaga chidamliligini ta'minlaydi.Ajoyib kimyoviy qarshilikka qaramay, ushbu ishdagi eksperimental ma'lumotlar 2707 HDSS Pseudomonas aeruginosa biofilm MIClariga to'liq immunitetga ega emasligini ko'rsatadi.
Elektrokimyoviy natijalar Pseudomonas aeruginosa bulonidagi 2707 HDSS korroziya darajasi biologik bo'lmagan muhitga nisbatan 14 kundan keyin sezilarli darajada oshganligini ko'rsatdi.Shakl 2a da birinchi 24 soat ichida abiotik muhitda ham, P. aeruginosa bulonida ham Eocp ning pasayishi kuzatildi.Shundan so'ng, biofilm namuna yuzasini qoplaydi va Eocp nisbatan barqaror bo'ladi.Biroq, biotik Eocp darajasi abiotik Eocp darajasidan ancha yuqori edi.Bu farq P. aeruginosa biofilmlarining shakllanishi bilan bog'liq deb hisoblash uchun asoslar mavjud.Shaklda.2g, 2707 HDSS icorr qiymati Pseudomonas aeruginosa ishtirokida 0,627 mkA sm-2 ga yetdi, bu nobiologik nazoratdan (0,063 mkA sm-2) kattaroq tartibdir, bu Rct bilan mos keladi. EIS tomonidan o'lchangan qiymat.Dastlabki bir necha kun ichida P. aeruginosa bulonidagi empedans qiymatlari P. aeruginosa hujayralarining biriktirilishi va biofilm shakllanishi tufayli oshdi.Biroq, biofilm namuna yuzasini to'liq qoplaganida, impedans kamayadi.Himoya qatlami birinchi navbatda biofilm va biofilm metabolitlarining shakllanishi tufayli hujumga uchraydi.Shuning uchun vaqt o'tishi bilan korroziyaga chidamlilik pasayadi va Pseudomonas aeruginosa konlari mahalliy korroziyaga olib keladi.Abiotik muhitdagi tendentsiyalar har xil.Biologik bo'lmagan nazoratning korroziyaga chidamliligi Pseudomonas aeruginosa bulyoniga duchor bo'lgan namunalarning mos keladigan qiymatidan ancha yuqori edi.Bundan tashqari, abiotik namunalar uchun Rct 2707 HDSS qiymati 14-kunda 489 kŌ sm2 ga yetdi, bu Pseudomonas aeruginosa (32 kŌ sm2) mavjudligidan 15 baravar yuqori.Shunday qilib, 2707 HDSS steril muhitda mukammal korroziyaga chidamliligiga ega, ammo Pseudomonas aeruginosa biofilmining MIC hujumidan himoyalanmagan.
Ushbu natijalarni shakldagi qutblanish egri chiziqlaridan ham kuzatish mumkin.2b.Anodik dallanish Pseudomonas aeruginosa biofilm shakllanishi va metallarning oksidlanish reaktsiyalari bilan bog'liq.Shu bilan birga, katod reaktsiyasi kislorodning kamayishi hisoblanadi.P. aeruginosa ning mavjudligi korroziya oqimining zichligini sezilarli darajada oshirdi, bu abiotik nazoratga qaraganda bir daraja yuqoriroq edi.Bu Pseudomonas aeruginosa biofilmi 2707 HDSS ning mahalliy korroziyasini kuchaytirganligini ko'rsatdi.Yuan va boshq.29 70/30 Cu-Ni qotishmasining korroziya oqimi zichligi Pseudomonas aeruginosa biofilmi tomonidan oshirilganligini aniqladi.Bu Pseudomonas aeruginosa biofilmi tomonidan kislorodni kamaytirish biokataliziga bog'liq bo'lishi mumkin.Ushbu kuzatish ushbu ishda MIC 2707 HDSS ni ham tushuntirishi mumkin.Aerobik biofilmlar ularning ostidagi kislorod miqdorini ham kamaytirishi mumkin.Shunday qilib, metall sirtini kislorod bilan qayta pasayishdan bosh tortish bu ishda MICga hissa qo'shadigan omil bo'lishi mumkin.
Dickinson va boshqalar.38 kimyoviy va elektrokimyoviy reaktsiyalarning tezligi to'g'ridan-to'g'ri namuna yuzasiga biriktirilgan bakteriyalarning metabolik faolligiga va korroziya mahsulotlarining tabiatiga bog'liqligini taklif qildi.5-rasm va 5-jadvalda ko'rsatilganidek, hujayralar soni va biofilm qalinligi 14 kundan keyin kamaydi.Buni 14 kundan keyin 2707 HDSS yuzasidagi langarlangan hujayralarning aksariyati 2216E muhitida ozuqa moddalarining kamayishi yoki 2707 HDSS matritsasidan zaharli metall ionlarining chiqishi tufayli nobud bo'lganligi bilan asosli ravishda tushuntirish mumkin.Bu ommaviy tajribalar uchun cheklovdir.
Ushbu ishda Pseudomonas aeruginosa biofilmi 2707 HDSS yuzasida biofilm ostida Cr va Fe ning mahalliy kamayishiga yordam berdi (6-rasm).6-jadvalda Fe va Cr D namunasida C namunasiga nisbatan kamaydi, bu P. aeruginosa biofilmidan kelib chiqqan Fe va Cr erishi dastlabki 7 kundan keyin saqlanib qolganligini ko'rsatadi.2216E muhiti dengiz muhitini simulyatsiya qilish uchun ishlatiladi.U 17700 ppm Cl-ni o'z ichiga oladi, bu uning tabiiy dengiz suvidagi tarkibiga teng.17700 ppm Cl- mavjudligi XPS tomonidan tahlil qilingan 7 kunlik va 14 kunlik biologik bo'lmagan namunalarda Cr ning pasayishiga asosiy sabab bo'ldi.Pseudomonas aeruginosa sinov namunasi bilan solishtirganda, abiotik sinov namunasida Cr ning erishi abiotik muhitda 2707 HDSS ning xlorga kuchli qarshiligi tufayli ancha kam.Shaklda.9 passivlashtiruvchi filmda Cr6+ mavjudligini ko'rsatadi.Bu Chen va Clayton39 tomonidan taklif qilinganidek, P. aeruginosa biofilmlari tomonidan po'lat sirtlardan Cr ni olib tashlash bilan bog'liq bo'lishi mumkin.
Bakterial o'sish tufayli muhitning pH qiymatlari inkubatsiyadan oldin va keyin mos ravishda 7,4 va 8,2 ni tashkil etdi.Shunday qilib, organik kislotalarning korroziyasi P. aeruginosa biofilmlari ostida bu ishga hissa qo'shishi dargumon, bu ommaviy muhitda nisbatan yuqori pH tufayli.Biologik bo'lmagan nazorat muhitining pH darajasi 14 kunlik sinov davrida sezilarli darajada o'zgarmadi (dastlabki 7,4 dan yakuniy 7,5 gacha).Inkubatsiyadan keyin inokulum muhitida pH ning oshishi Pseudomonas aeruginosa ning metabolik faolligi bilan bog'liq edi va pH ga xuddi shunday ta'sir sinov chizig'i yo'qligida aniqlandi.
Shaklda ko'rsatilganidek.7-rasmda, Pseudomonas aeruginosa biofilmidan kelib chiqqan chuqurning maksimal chuqurligi 0,69 mkmni tashkil etdi, bu abiotik muhitdagidan (0,02 mkm) sezilarli darajada yuqori.Bu yuqoridagi elektrokimyoviy ma'lumotlarga mos keladi.Xuddi shu sharoitda chuqurning 0,69 mkm chuqurligi 2205 DSS40 uchun belgilangan 9,5 mkm qiymatidan o'n baravar kichikroqdir.Ushbu ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, 2707 HDSS 2205 DSSga qaraganda MIClarga nisbatan yaxshiroq qarshilik ko'rsatadi.Buning ajablanarli joyi yo'q, chunki 2707 HDSS yuqori Cr darajasiga ega, bu uzoqroq passivatsiyaga imkon beradi, Pseudomonas aeruginosa depassivatsiyasini qiyinlashtiradi va Pitting41 zararli ikkilamchi yog'ingarchiliksiz jarayonni boshlaydi.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, Pseudomonas aeruginosa bulonidagi 2707 HDSS yuzasida MIC chuqurligi aniqlangan, abiotik muhitda esa chuqurchalar ahamiyatsiz edi.Bu ish shuni ko'rsatadiki, 2707 HDSS 2205 DSSga qaraganda MICga nisbatan yaxshiroq qarshilikka ega, ammo Pseudomonas aeruginosa biofilmi tufayli u MICga to'liq immunitetga ega emas.Ushbu natijalar dengiz muhiti uchun mos zanglamaydigan po'latlarni va umr ko'rish davomiyligini tanlashda yordam beradi.
2707 HDSS namunalari Shimoli-sharqiy universiteti (NEU), Shenyang, Xitoyning Metallurgiya maktabi tomonidan taqdim etilgan.2707 HDSS ning elementar tarkibi 1-jadvalda ko'rsatilgan, u Shimoli-Sharqiy Universitetining Materiallarni tahlil qilish va sinovdan o'tkazish bo'limi tomonidan tahlil qilingan.Barcha namunalar 1 soat davomida 1180 ° C da qattiq eritma uchun ishlov berildi.Korroziyaga qarshi sinovdan oldin, ochiq sirt maydoni 1 sm2 bo'lgan 2707 HDSS tanga po'lati kremniy karbidli zımpara bilan 2000 gritgacha sayqallangan va keyin 0,05 mkm Al2O3 kukunli atala bilan silliqlangan.Yonlari va pastki qismi inert bo'yoq bilan himoyalangan.Quritgandan so'ng, namunalar steril deionizatsiyalangan suv bilan yuviladi va 0,5 soat davomida 75% (v / v) etanol bilan sterilizatsiya qilinadi.Keyin ular ishlatishdan oldin 0,5 soat davomida ultrabinafsha (UV) nurlari ostida havoda quritilgan.
Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 dengiz shtammi Xitoyning Xiamen dengiz madaniyati kolleksiyasidan (MCCC) xarid qilingan.Marine 2216E suyuq muhiti (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Xitoy) Pseudomonas aeruginosa ni 250 ml kolbalarda va 500 ml elektrokimyoviy shisha hujayralarida aerobik sharoitda 37 ° C da etishtirish uchun ishlatilgan.O'rtada (g/l) mavjud: 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, SrB0302, Na.0302, SrB0302. , 0,008, 0,008 Na4F0H20PO.1,0 xamirturush ekstrakti va 0,1 temir sitrat.Emlashdan oldin 20 daqiqa davomida 121 ° C da avtoklavda saqlang.400x kattalashtirishda gemositometr yordamida yorug'lik mikroskopi ostida o'tirmaydigan va planktonik hujayralar hisoblangan.Planktonik P. aeruginosa hujayralarining dastlabki kontsentratsiyasi emlashdan so'ng darhol taxminan 106 hujayra / ml ni tashkil etdi.
Elektrokimyoviy sinovlar o'rtacha hajmi 500 ml bo'lgan klassik uch elektrodli shisha hujayrada o'tkazildi.Platina plitasi va to'yingan kalomel elektrod (SCE) tuz ko'prigi bilan to'ldirilgan Luggin kapillyarı orqali reaktorga ulangan va mos ravishda hisoblagich va mos yozuvlar elektrodlari sifatida xizmat qilgan.Ishchi elektrodni yaratish uchun har bir namunaga kauchuk bilan qoplangan mis sim biriktirilgan va epoksi bilan qoplangan, ishchi elektrod uchun bir tomondan taxminan 1 sm2 sirt maydoni qoldirgan.Elektrokimyoviy o'lchovlar paytida namunalar 2216E muhitiga joylashtirildi va suv hammomida doimiy inkubatsiya haroratida (37 ° C) saqlangan.OCP, LPR, EIS va potentsial dinamik polarizatsiya ma'lumotlari Autolab potentiostat (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., AQSh) yordamida o'lchandi.LPR testlari -5 va 5 mV diapazonda 0,125 mV s-1 skanerlash tezligida va 1 Gts namuna olish tezligi bilan Eocp da qayd etilgan.EIS barqaror holatda Eocp da 0,01 dan 10 000 Gts gacha bo'lgan chastota diapazonida sinusoid bilan 5 mV qo'llaniladigan kuchlanish yordamida amalga oshirildi.Potensial supurishdan oldin elektrodlar barqaror erkin korroziya potentsiali 42 ga yetguncha ochiq tutashuv rejimida edi.Bilan.Har bir test Pseudomonas aeruginosa bilan va ularsiz uch marta takrorlandi.
Metalografik tahlil uchun namunalar 2000 grit ho'l SiC qog'oz bilan mexanik sayqallangan va keyin optik kuzatish uchun 0,05 mkm Al2O3 kukunli bulamaç bilan sayqallangan.Metallografik tahlil optik mikroskop yordamida amalga oshirildi.Namuna og'irligi 10% kaliy gidroksid eritmasi bilan ishlangan43.
Inkubatsiyadan so'ng, 3 marta fosfat tamponlangan sho'r suv (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) bilan yuvib tashlang va keyin biofilmni mahkamlash uchun 2,5% (v/v) glutaraldegid bilan 10 soat davomida mahkamlang.Havoda quritishdan oldin bosqichma-bosqich (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% va 100%) etanol bilan keyingi suvsizlantirish.Nihoyat, SEM44 kuzatuvi uchun o'tkazuvchanlikni ta'minlash uchun namuna yuzasiga oltin plyonka sepildi.SEM tasvirlari har bir namuna yuzasida P. aeruginosa hujayralari eng ko'p o'rnatilgan joyga qaratilgan.Kimyoviy elementlarni aniqlash uchun EMF tahlili o'tkazildi.Chuqurning chuqurligini o'lchash uchun Zeiss konfokal lazerli skanerlash mikroskopi (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germaniya) ishlatilgan.Biofilm ostidagi korroziya chuqurlarini kuzatish uchun sinov namunasi birinchi navbatda Xitoy milliy standarti (CNS) GB / T4334.4-2000 ga muvofiq sinov namunasi yuzasidan korroziya mahsulotlari va biofilmni olib tashlash uchun tozalandi.
Rentgen fotoelektron spektroskopiyasi (XPS, ESCALAB250 Surface Analysis System, Thermo VG, AQSH) monoxromatik rentgen manbasi (1500 eV energiya va 150 Vt quvvatga ega Al Ka liniyasi) yordamida keng bog'lanish energiyasini tahlil qilish. 0 -1350 eV standart shartlaridan past.50 eV o'tish energiyasi va 0,2 eV qadam o'lchamidan foydalangan holda yuqori aniqlikdagi spektrlarni yozib oling.
Inkubatsiya qilingan namunani olib tashlang va uni 15 s45 davomida PBS (pH 7,4 ± 0,2) bilan yumshoq yuving.Namunadagi biofilmning bakterial hayotiyligini kuzatish uchun biofilm LIVE/DEAD BacLight Bakterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, AQSH) yordamida bo'yalgan.To'plam ikkita lyuminestsent bo'yoqni o'z ichiga oladi: SYTO-9 yashil floresan bo'yoq va propidiy yodid (PI) qizil floresan bo'yoq.CLSM da floresan yashil va qizil nuqta mos ravishda tirik va o'lik hujayralarni ifodalaydi.Bo'yash uchun 3 µl SYTO-9 va 3 µl PI eritmasidan iborat 1 ml aralashmani xona haroratida (23°C) qorong‘i joyda 20 daqiqa davomida inkubatsiya qiling.Shundan so'ng, bo'yalgan namunalar Nikon CLSM apparati (C2 Plus, Nikon, Yaponiya) yordamida ikki to'lqin uzunligida (jonli hujayralar uchun 488 nm va o'lik hujayralar uchun 559 nm) kuzatildi.3-D skanerlash rejimida biofilm qalinligini o'lchang.
Ushbu maqolani qanday keltirish mumkin: Li, H. va boshqalar.Pseudomonas aeruginosa dengiz biofilmining 2707 super dupleks zanglamaydigan po'latdan mikrobial korroziyaga ta'siri.fan.6-uy, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. tiosulfat ishtirokida xlorid eritmalarida LDX 2101 dupleks zanglamaydigan po'latdan stressli korroziya yorilishi.korroziya.fan.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Li, IS va Park, YS Eritmani issiqlik bilan ishlov berish va himoya gazdagi azotning super dupleks zanglamaydigan po'latdan yasalgan choklarning korroziyaga chidamliligiga ta'siri.korroziya.fan.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. va Lewandowski, Z. 316L zanglamaydigan po'latdan mikrobial va elektrokimyoviy chuqurlikning kimyoviy qiyosiy tadqiqoti.korroziya.fan.45, 2577–2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG va Xiao K. 2205 dupleks zanglamaydigan po'latdan xlorid borligida turli pH qiymatlarida gidroksidi eritmalarda elektrokimyoviy xatti-harakatlar.elektrokimyo.Jurnal.64, 211–220 (2012).
Xabar vaqti: 09-yanvar, 2023-yil