Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат.Сиз чектелген CSS колдоосу менен серепчи версиясын колдонуп жатасыз.Мыкты тажрыйба үчүн жаңыртылган браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerдеги Шайкештик режимин өчүрүү).Мындан тышкары, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн биз сайтты стилсиз жана JavaScriptсиз көрсөтөбүз.
Бир эле учурда үч слайддан турган каруселди көрсөтөт.Бир убакта үч слайд аркылуу өтүү үчүн Мурунку жана Кийинки баскычтарын колдонуңуз, же бир эле учурда үч слайд аркылуу өтүү үчүн аягындагы сыдырма баскычтарын колдонуңуз.
Микробдук коррозия (МИК) көптөгөн тармактарда негизги көйгөй болуп саналат, анткени ал чоң экономикалык жоготууларга алып келиши мүмкүн.Супер дуплекстүү дат баспас болоттон жасалган 2707 (2707 HDSS) мыкты химиялык туруктуулугунан улам деңиз чөйрөсүндө колдонулат.Бирок анын MICке туруктуулугу эксперименталдык түрдө далилденген эмес.Бул изилдөө Pseudomonas aeruginosa деңиз аэробдук бактериясы менен шартталган MIC 2707 HDSS жүрүм-турумун изилдеген.Электрохимиялык анализ 2216E чөйрөсүндө Pseudomonas aeruginosa биопленкасынын катышуусунда коррозия потенциалы оң жагына өзгөрүп, коррозия токунун тыгыздыгы жогорулаганын көрсөттү.Рентген фотоэлектрондук спектроскопиясынын (XPS) анализинин натыйжалары биоплёнканын астындагы үлгү бетинде Cr курамынын азайгандыгын көрсөттү.Чуңкурдун сүрөттөрүн талдоо Pseudomonas aeruginosa биофильмдери 14 күндүк өстүрүүдөн кийин карьердин максималдуу тереңдигин 0,69 мкм түзгөнүн көрсөттү.Бул кичинекей болсо да, ал 2707 HDSS P. aeruginosa биофильмдеринин MIC боюнча таасирине толук каршы эмес экенин көрсөтүп турат.
Дуплекстүү дат баспас болоттон жасалган (DSS) эң сонун механикалык касиеттердин жана коррозияга туруктуулуктун кемчиликсиз айкалышынан улам ар кандай тармактарда кеңири колдонулат1,2.Бирок, бул болоттон 3, 4 бүтүндүгүн таасир этиши мүмкүн, жергиликтүү оюктар дагы эле пайда болушу мүмкүн.DSS микробдук коррозиядан (MIC) корголгон эмес5,6.DSS колдонуу диапазону абдан кенен болсо да, DSS коррозияга туруктуулугу узак мөөнөттүү пайдалануу үчүн жетиштүү эмес болгон чөйрөлөр дагы бар.Бул жогорку коррозияга туруктуулугу менен кымбатыраак материалдар талап кылынат дегенди билдирет.Jeon et al.7 да супер дуплекстүү дат баспас болоттон (SDSS) дат каршылык жагынан кээ бир чектөөлөр бар экенин аныкташкан.Ошондуктан, кээ бир колдонмолордо коррозияга туруктуулугу жогору болгон супер дуплекстүү дат баспас болоттон (HDSS) муктаждык бар.Бул жогорку эритмеленген HDSS иштеп чыгууга алып келди.
DSSтин коррозияга туруктуулугу α-фазасынын γ-фазага жана экинчи фазаларга чектеш Cr, Mo жана W аймактарында азайып кеткен аймактардын катышы менен аныкталат8,9,10.HDSS курамында Cr, Mo жана N11 жогорку мазмуну камтылган, бул ага коррозияга эң сонун туруктуулукту жана чоң маанини (45-50) эквиваленттүү чуңкурга туруштук берет (PREN), ал масса% Cr + 3,3 (сал.% Mo) менен аныкталат. + 0, 5 масса % В) + 16 масса %.N12.Анын мыкты коррозияга туруктуулугу болжол менен 50% ферриттик (α) жана 50% аустениттик (γ) фазаларын камтыган тең салмактуу курамга көз каранды.HDSS кадимки DSS13 менен салыштырганда механикалык касиеттерин жакшыртты жана хлорго туруштук берет.Химиялык коррозиянын мүнөздөмөлөрү.Жакшыртылган коррозияга каршылык HDSSти деңиз чөйрөлөрү сыяктуу агрессивдүү хлордуу чөйрөлөрдө колдонууну кеңейтет.
МИК көптөгөн тармактарда, анын ичинде мунай жана газ жана суу менен камсыздоодо олуттуу көйгөй болуп саналат14.МИК бардык коррозия зыяндарынын 20% түзөт15.MIC – көптөгөн чөйрөлөрдө байкалган биоэлектрохимиялык коррозия16.Металл бетинде биопленкалардын пайда болушу электрохимиялык шарттарды өзгөртөт жана ошону менен коррозия процессине таасирин тийгизет.Жалпысынан алганда, MIC коррозиясы биофильмдерден келип чыгат14.Электрогендик микроорганизмдер жашоо үчүн энергия алуу үчүн металлдарды жеп салышат17.Акыркы MIC изилдөөлөр EET (клеткадан тышкаркы электрон өткөрүү) электрогендик микроорганизмдер тарабынан индукцияланган MIC үчүн чектөөчү фактор экенин көрсөттү.Zhang et al.18 электрондук медиаторлор Desulfovibrio vulgaris отурукташкан клеткалар жана 304 дат баспас болоттон жасалган ортосунда электрон которууну тездетет, натыйжада дагы катуу MIC кол салуу экенин көрсөттү.Эннинг жана башкалар.19 жана Wenzlaff et al.20 коррозиялуу сульфатты азайтуучу бактериялардын (SRBs) биофильмдери металл субстраттарынан түздөн-түз электрондорду сиңирип, катуу чуңкурга алып келерин көрсөттү.
DSS SRBs, темир азайтуу бактериялар (IRBs), ж.б. 21 камтыган маалымат каражаттарында MIC сезгич болушу белгилүү.Бул бактериялар биофильмдин астындагы DSS бетинде локализацияланган чуңкурларды жаратат22,23.DSS айырмаланып, аз MIC HDSS24 жөнүндө белгилүү.
Pseudomonas aeruginosa – табиятта кеңири таралган грам-терс, кыймылдуу, таякча сымал бактерия25.Pseudomonas aeruginosa да деңиз чөйрөсүндө болоттун MIC үчүн жооптуу негизги микробиота болуп саналат26.Pseudomonas түрлөрү коррозия процесстерине түздөн-түз катышат жана биопленка пайда болгон кезде биринчи колонизаторлор катары таанылат27.Махат жана башкалар.28 жана Юан жана башкалар.29 Pseudomonas aeruginosa суу чөйрөсүндө жумшак болоттун жана эритмелердин коррозия ылдамдыгын жогорулатат деп көрсөттү.
Бул иштин негизги максаты 2707 HDSS деңиз аэробдук бактериясы Pseudomonas aeruginosa менен шартталган MIC касиеттерин электрохимиялык ыкмаларды, беттик анализ ыкмаларын жана коррозия продуктуларын анализдөө аркылуу изилдөө.MIC 2707 HDSS жүрүм-турумун изилдөө үчүн ачык чынжыр потенциалы (OCP), сызыктуу поляризациялык каршылык (LPR), электрохимиялык импеданс спектроскопиясы (EIS) жана динамикалык потенциалдык поляризацияны камтыган электрохимиялык изилдөөлөр жүргүзүлдү.Энергетикалык дисперсиялык спектроскопия (EDS) анализи дат баскан беттерде химиялык элементтерди аныктоо үчүн жүргүзүлөт.Мындан тышкары, Pseudomonas aeruginosa камтыган деңиз чөйрөсүнүн таасири астында оксид пленкасынын пассивациясынын туруктуулугу рентген фотоэлектрондук спектроскопиясы (XPS) менен аныкталган.Чуңкурлардын тереңдиги конфокалдык лазердик сканерлөөчү микроскоптун (CLSM) астында өлчөнгөн.
1-таблицада 2707 HDSS химиялык курамы көрсөтүлгөн.2-таблица 2707 HDSS 650 МПа кирешелүүлүгү менен мыкты механикалык касиеттерге ээ экенин көрсөтүп турат.fig боюнча.1 2707 HDSS жылуулук менен иштетилген эритменин оптикалык микроструктурасын көрсөтөт.Экинчи фазалары жок аустениттик жана ферриттик фазалардын узун тилкелерин болжол менен 50% аустениттик жана 50% ферриттик фазаларды камтыган микроструктурадан көрүүгө болот.
fig боюнча.2а ачык чынжыр потенциалын (Eocp) 2216E абиотикалык чөйрөдө 2707 HDSS жана 37°C 14 күн бою Pseudomonas aeruginosa сорпосу үчүн экспозиция убактысына каршы көрсөтөт.Бул Eocp абдан айкын өзгөрүүлөр биринчи 24 саат ичинде болгон деп табылган.Эки учурда тең Eocp маанилери болжол менен 16 саатта болжол менен -145 мВ (SCE каршы) чокусуна жетти, андан кийин биологиялык эмес үлгүлөр үчүн -477 мВ (SCE каршы) жана -236 мВ (SCE каршы) жана салыштырмалуу P чейин кескин төмөндөдү. SCE) patina жалбырактары, тиешелүүлүгүнө жараша.24 сааттан кийин, Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSSтин Eocp мааниси -228 mV (SCE менен салыштырганда) салыштырмалуу туруктуу бойдон калды, ал эми биологиялык эмес үлгү үчүн тиешелүү маани болжол менен -442 мВ болду (SCE менен салыштырганда).Pseudomonas aeruginosa болгон учурда Eocp кыйла төмөн болгон.
Абиотикалык чөйрөдө жана Pseudomonas aeruginosa сорпосунда 2707 HDSS үлгүлөрүн 37°Cде электрохимиялык сыноо:
(а) Экспозиция убактысы менен Eocp өзгөрүүсү, (б) 14-күндөгү поляризация ийри сызыгы, (в) экспозиция убактысы менен Rp өзгөрүүсү, (г) экспозиция убактысы менен коррдун өзгөрүүсү.
3-таблицада 14 күн аралыгында абиотикалык жана P. aeruginosa эмделген чөйрөлөрүнүн таасири астында 2707 HDSS үлгүсүнүн электрохимиялык коррозия параметрлери көрсөтүлгөн.Аноддук жана катоддук ийри сызыктарды кесилишкен чекитке тангенциалдык экстраполяциялоо стандарттык методдор боюнча коррозия токунун тыгыздыгын (icorr), коррозия потенциалын (Ecorr) жана Тафель жантаюусун (βα жана βc) аныктоого мүмкүндүк берди30,31.
2b-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, P. aeruginosa ийри сызыгынын өйдө жылышы абиотикалык ийри сызыгына салыштырмалуу Экоррдун көбөйүшүнө алып келди.Коррозия ылдамдыгына пропорционалдуу Pseudomonas aeruginosa камтыган үлгүнүн iccorr мааниси 0,328 мкА см-2ге чейин жогорулады, бул биологиялык эмес үлгүдөгүдөн төрт эсе көп (0,087 мкА см-2).
LPR - коррозияга зыянсыз экспресс талдоо үчүн классикалык электрохимиялык ыкма.Ал ошондой эле MIC32 изилдөө үчүн колдонулган.fig боюнча.2c экспозиция убактысына жараша поляризациялык каршылыктын (Rp) өзгөрүшүн көрсөтөт.Жогорку Rp мааниси азыраак коррозияны билдирет.Биринчи 24 сааттын ичинде Rp 2707 HDSS биологиялык эмес үлгүлөр үчүн 1955 кОм см2 жана Pseudomonas aeruginosa үлгүлөрү үчүн 1429 кОм см2 чегине жетти.Figure 2c ошондой эле Rp мааниси бир күндөн кийин тез төмөндөп, андан кийин кийинки 13 күндүн ичинде салыштырмалуу өзгөрүүсүз калганын көрсөтүп турат.Pseudomonas aeruginosa сынамык үлгүсү үчүн Rp мааниси болжол менен 40 кОм см2, бул биологиялык эмес сыноо үлгүсү үчүн 450 кОм см2 маанисинен бир топ төмөн.
icorr мааниси бирдиктүү коррозия ылдамдыгына пропорционалдуу.Анын маанисин төмөнкү Стерн-Гири теңдемесинен эсептөөгө болот:
Зои жана башкалар боюнча.33 Бул иште 26 мВ/дек типтүү чоңдук катары Тафель эңкейиши В алынган.fig боюнча.2d көрсөткөндөй, 2707 абиотикалык штаммдын icorr салыштырмалуу туруктуу бойдон калган, ал эми Pseudomonas aeruginosa тилкесинин icorr биринчи 24 сааттан кийин чоң секирик менен катуу өзгөрүп турган.Pseudomonas aeruginosa сынамык үлгүсүндөгү iccorr мааниси биологиялык эмес көзөмөлгө караганда бир топ жогору болгон.Бул тенденция поляризациялык каршылыктын натыйжалары менен шайкеш келет.
EIS - коррозия интерфейсиндеги электрохимиялык реакцияларды мүнөздөөгө колдонулган дагы бир кыйратуучу ыкма34.Абиотикалык чөйрөлөргө жана Pseudomonas aeruginosa эритмелерине дуушар болгон тилкелердин импеданс спектрлери жана сыйымдуулук эсептөөлөрү, Rb – тилкенин бетинде пайда болгон пассивдүү/биоплёнканын каршылыгы, Rct – заряд өткөрүү каршылыгы, Cdl – кош электрдик катмар.) жана QCPE туруктуу фаза элементи (CPE) параметрлери.Бул параметрлер андан ары эквиваленттүү электр схемасы (ЕЭК) модели менен маалыматтарды салыштыруу жолу менен талдоого алынган.
fig боюнча.3 ар кандай инкубация убакыттарында абиотикалык чөйрөдө жана Pseudomonas aeruginosa сорпосундагы 2707 HDSS үлгүлөрүнүн типтүү Nyquist сюжеттерин (a жана b) жана Bode участокторун (a' жана b') көрсөтөт.Pseudomonas aeruginosa болгондо, Nyquist циклинин диаметри азаят.Bode сюжети (сүрөт 3b') жалпы импеданстын өсүшүн көрсөтөт.Релаксация убакыт константасы жөнүндө маалыматты фазалык максимумдардан алууга болот.fig боюнча.4 бир катмарлуу (а) жана эки катмарлуу (б) негизинде физикалык структураларды жана тиешелүү ЕЭКти көрсөтөт.CPE ЕЭК моделине киргизилген.Анын импеданс жана импеданс төмөнкүчө чагылдырылат:
2707 HDSS купондук импеданс спектрин тууралоо үчүн эки физикалык моделдер жана тиешелүү эквиваленттүү схемалар:
Мында Y0 - CPE чоңдугу, j - элестүү сан же (−1)1/2, ω - бурчтук жыштык, n - бирден35 кем CPE кубаттуулук коэффициенти.Заряддын өтүү каршылыктын инверсиясы (б.а. 1/Rct) коррозия ылдамдыгына туура келет.Төмөнкү Rct мааниси жогорку коррозия ылдамдыгын билдирет27.14 күн инкубациялоодон кийин Pseudomonas aeruginosa сынамык үлгүсүндөгү Rct 32 кОм см2ге жетти, бул биологиялык эмес тест үлгүсүндөгү 489 кОм см2ден алда канча аз (4-таблица).
Сүрөттөгү CLSM сүрөттөрү жана SEM сүрөттөрү.5 HDSS үлгүсүндөгү 2707 бетиндеги биопленка каптоосу 7 күндөн кийин абдан тыгыз болгонун ачык көрсөтүп турат.Бирок 14 күндөн кийин биопленка сейрек болуп, кээ бир өлүк клеткалар пайда болгон.5-таблицада Pseudomonas aeruginosa таасиринен 7 жана 14 күн өткөндөн кийин 2707 HDSS үлгүлөрүнүн биофильминин калыңдыгы көрсөтүлгөн.Биоплёнканын максималдуу калыңдыгы 7 күндөн кийин 23,4 мкмден 14 күндөн кийин 18,9 мкмге чейин өзгөрдү.Биоплёнканын орточо калыңдыгы да бул тенденцияны тастыктады.Ал 7 күндөн кийин 22,2 ± 0,7 мкмден 14 күндөн кийин 17,8 ± 1,0 мкмге чейин төмөндөгөн.
(а) 3-D CLSM сүрөтү 7 күндө, (б) 3-D CLSM сүрөтү 14 күндө, (в) SEM сүрөтү 7 күндө жана (г) 14 күндө SEM сүрөтү.
EMF 14 күн бою Pseudomonas aeruginosa таасири астында калган үлгүлөрдөгү биофильмде жана коррозия продуктуларында химиялык элементтерди аныктады.fig боюнча.6-сүрөттө С, N, O, P биоплёнкасы жана коррозия продуктуларынын курамы таза металлга караганда бир топ жогору экенин көрсөтүп турат, анткени бул элементтер биопленка жана анын метаболиттери менен байланышкан.Микроорганизмдер Cr жана Fe аз өлчөмдө гана талап кылат.Биоплёнкада Cr жана Fe нин көп болушу жана үлгүнүн бетиндеги коррозия продуктулары коррозиянын натыйжасында металл матрицасында элементтердин жоголгонун көрсөтүп турат.
14 күндөн кийин P. aeruginosa бар жана жок чуңкурлар 2216E чөйрөсүндө байкалган.Инкубацияга чейин үлгүлөрдүн бети жылмакай жана кемчиликсиз болгон (7а-сүрөт).Инкубациялоодон жана биоплёнканы жана коррозия продуктуларын алып салгандан кийин, үлгүнүн бетиндеги эң терең чуңкурлар CLSM аркылуу текшерилди, 7b жана в-сүрөттө көрсөтүлгөн.Биологиялык эмес контролдун бетинде эч кандай ачык-айкын чуңкурлар табылган эмес (чоңдуктун максималдуу тереңдиги 0,02 мкм).Pseudomonas aeruginosa пайда кылган карьердин максималдуу тереңдиги 7 күндөн кийин 0,52 мкм жана 14 күндөн кийин 0,69 мкм болуп, 3 үлгүдөгү карьердин орточо максималдуу тереңдигине негизделген (ар бир үлгү үчүн карьердин максималдуу 10 тереңдиги тандалган) жана 0, 42 ± 0,12 мкм жетти. .жана 0,52 ± 0,15 мкм, тиешелүүлүгүнө жараша (5-таблица).Бул тереңдиктин мааниси кичинекей, бирок маанилүү.
(а) экспозицияга чейин;(б) абиотикалык чөйрөдө 14 күн;(в) P. aeruginosa сорпасында 14 күн.
fig боюнча.8-таблицада ар кандай үлгү беттеринин XPS спектрлери көрсөтүлгөн жана ар бир бет үчүн талданган химия 6-таблицада жалпыланган. 6-таблицада P. aeruginosa (А жана В үлгүлөрү) катышканда Fe жана Cr атомдук пайыздары бир топ төмөн болгон. ) биологиялык эмес контролдоо тилкелерине караганда.(C жана D үлгүлөрү).Pseudomonas aeruginosa үлгүсү үчүн Cr 2p өзөк деңгээлиндеги спектрдик ийри сызыгы Cr, Cr2O3, CrO3 жана CrO3 үчүн ыйгарылган 574,4, 576,6, 578,3 жана 586,8 eV байланыш энергиялары (BE) менен төрт чоку компонентке орнотулган. 3, тиешелүүлүгүнө жараша (сүрөт 9а жана б).Биологиялык эмес үлгүлөр үчүн, негизги деңгээл Cr 2p спектри Fig.9c жана d тиешелүүлүгүнө жараша Cr (BE 573,80 eV) жана Cr2O3 (BE 575,90 eV) эки негизги чокусун камтыйт.Абиотикалык купон менен P. aeruginosa купонунун эң таң калыштуу айырмасы биоплёнканын астында Cr6+ жана Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) салыштырмалуу жогорку үлүшү болгон.
2707 HDSS үлгүлөрүнүн кеңири бетиндеги XPS спектри эки медиада 7 жана 14 күн бою.
(а) 7 күн P. aeruginosa экспозициясы, (б) 14 күн P. aeruginosa таасири, (в) 7 күн абиотикалык таасир, (г) 14 күн абиотикалык таасир.
HDSS көпчүлүк чөйрөлөрдө коррозияга туруктуулуктун жогорку деңгээлин көрсөтөт.Kim et al.2 HDSS UNS S32707 PREN 45тен жогору болгон жогорку допацияланган DSS катары аныкталганын билдирди. Бул иштеги HDSS үлгүсүнүн 2707 PREN мааниси 49 болгон. Бул жогорку Cr мазмунуна жана Mo жана жогорку деңгээлдерине байланыштуу. Ni, кислоталуу чөйрөдө жана хлориддер көп чөйрөдө пайдалуу.Мындан тышкары, жакшы балансталган курамы жана кемчиликсиз микроструктурасы структуралык туруктуулукту жана коррозияга туруктуулукту камсыз кылат.Мыкты химиялык туруктуулугуна карабастан, бул иштеги эксперименталдык маалыматтар 2707 HDSS Pseudomonas aeruginosa биофильм MICs үчүн толук иммундук эмес экенин көрсөтүп турат.
Электрохимиялык натыйжалар Pseudomonas aeruginosa сорпосу менен 2707 HDSS коррозия ылдамдыгы биологиялык эмес чөйрөгө салыштырмалуу 14 күндөн кийин бир топ жогорулаганын көрсөттү.2а-сүрөттө биринчи сутка ичинде абиотикалык чөйрөдө да, P. aeruginosa сорпасында да Eocp азайганы байкалган.Андан кийин биофильм үлгүнүн бетин жаап бүтөт жана Eocp салыштырмалуу туруктуу болуп калат.Бирок биотикалык Eocp деңгээли абиотикалык Eocp деңгээлинен бир топ жогору болгон.Бул айырма P. aeruginosa биопленкаларынын пайда болушу менен байланыштуу деп айтууга негиз бар.fig боюнча.2g, 2707 HDSS iccorr мааниси Pseudomonas aeruginosa катышуусунда 0,627 мкА см-2ге жетти, бул биологиялык эмес контролдон (0,063 мкА см-2) жогору, бул Rct менен шайкеш келет. EIS менен өлчөнгөн маани.Алгачкы бир нече күндүн ичинде P. aeruginosa сорпосундагы импеданстын маанилери P. aeruginosa клеткаларынын жабышып калышынан жана биофильмдин пайда болушунан улам жогорулаган.Бирок биофильм үлгүнүн бетин толугу менен каптаганда импеданс төмөндөйт.Коргоочу катмар биринчи кезекте биофильмдин жана биофильмдин метаболиттеринин пайда болушуна байланыштуу чабуулга кабылат.Демек, убакыттын өтүшү менен коррозияга туруктуулугу төмөндөйт, ал эми Pseudomonas aeruginosa кендери локалдуу коррозияга алып келет.Абиотикалык чөйрөлөрдөгү тенденциялар ар түрдүү.Биологиялык эмес башкаруунун коррозияга туруктуулугу Pseudomonas aeruginosa сорпосуна дуушар болгон үлгүлөрдүн тиешелүү маанисинен бир топ жогору болгон.Кошумчалай кетсек, абиотикалык үлгүлөр үчүн Rct 2707 HDSS мааниси 14-күнү 489 кОм см2ге жеткен, бул Pseudomonas aeruginosa (32 кОм см2) болгонуна караганда 15 эсе жогору.Ошентип, 2707 HDSS стерилдүү чөйрөдө мыкты коррозияга туруктуулукка ээ, бирок Pseudomonas aeruginosa биофильминин MIC чабуулунан корголгон эмес.
Бул жыйынтыктарды 2-сүрөттөгү поляризация ийри сызыктарынан да байкоого болот.2б.Аноддук бутактануу Pseudomonas aeruginosa биопленкасынын пайда болушу жана металлдын кычкылдануу реакциялары менен байланышкан.Ошол эле учурда катоддук реакция кычкылтектин азайышы болуп саналат.P. aeruginosa болушу абиотикалык көзөмөлгө караганда бир даражага жакын болгон коррозия токунун тыгыздыгын бир топ жогорулатты.Бул Pseudomonas aeruginosa биофильми 2707 HDSS локалдуу коррозиясын күчөткөнүн көрсөттү.Yuan et al.29 бир 70/30 Cu-Ni эритмесин коррозия учурдагы тыгыздыгы Pseudomonas aeruginosa biofilm көбөйгөн деп табылган.Бул Pseudomonas aeruginosa биофильми менен кычкылтек кыскартуу биокатализине байланыштуу болушу мүмкүн.Бул байкоо да бул иште MIC 2707 HDSS түшүндүрүшү мүмкүн.Аэробдук биофильмдер алардын астындагы кычкылтектин мазмунун да азайтышы мүмкүн.Ошентип, металлдын бетин кычкылтек менен кайра пассивациялоодон баш тартуу бул иште МИКке көмөктөшүүчү фактор болушу мүмкүн.
Дикинсон жана башкалар.38 химиялык жана электрохимиялык реакциялардын ылдамдыгы түздөн-түз үлгү бетине жабышкан бактериялардын метаболизмдик активдүүлүгүнө жана коррозия продуктуларынын табиятына жараша болот деп сунуштады.5-сүрөттө жана 5-таблицада көрсөтүлгөндөй, клеткалардын саны жана биофильмдин калыңдыгы 14 күндөн кийин азайган.Муну 14 күндөн кийин 2707 HDSS бетиндеги анкердик клеткалардын көбү 2216E чөйрөсүндөгү аш болумдуу заттардын азайышы же 2707 HDSS матрицасынан уулуу металл иондорунун чыгышынан улам өлгөнү менен негиздүү түшүндүрсө болот.Бул сериялык эксперименттердин чектөөсү.
Бул иште Pseudomonas aeruginosa биофильми 2707 HDSS бетиндеги биофильмдин астында Cr жана Fe нун жергиликтүү азайып кетишине өбөлгө түздү (сүрөт. 6).6-таблицада C үлгүсүнө салыштырмалуу D үлгүсүндө Fe жана Cr азайган, бул P. aeruginosa биофильминен келип чыккан Fe жана Cr эрүү биринчи 7 күндөн кийин сакталып калганын көрсөтүп турат.2216E чөйрөсү деңиз чөйрөсүн окшоштуруу үчүн колдонулат.Анын курамында 17700 ppm Cl- бар, бул табигый деңиз суусунун курамына окшош.17700 ppm Cl- болушу XPS тарабынан талданган 7 күндүк жана 14 күндүк биологиялык эмес үлгүлөрдөгү Cr азайышынын негизги себеби болгон.Pseudomonas aeruginosa сынагынын үлгүсүнө салыштырмалуу абиотикалык чөйрөдө 2707 HDSSтин хлорго күчтүү каршылыгынан улам абиотикалык тест үлгүсүндөгү Cr эриши алда канча азыраак.fig боюнча.9 пассивациялоочу тасмада Cr6+ бар экендигин көрсөтөт.Бул Чен жана Клейтон39 сунуштагандай, P. aeruginosa биофильмдеринин болот беттеринен Cr алып салууга байланыштуу болушу мүмкүн.
Бактериялардын өсүшүнө байланыштуу, инкубацияга чейин жана андан кийинки чөйрөнүн рН мааниси тиешелүүлүгүнө жараша 7,4 жана 8,2 болгон.Ошентип, органикалык кислоталардын коррозиясы P. aeruginosa биофильмдеринин астында бул ишке салым кошору күмөн, анткени массалык чөйрөдө рН салыштырмалуу жогору.Биологиялык эмес контролдоочу чөйрөнүн рН деңгээли 14 күндүк сыноо мезгилинде олуттуу өзгөргөн жок (баштапкы 7,4төн акыркы 7,5ке чейин).Инкубациялоодон кийин инкубациялоочу чөйрөдө рНнын жогорулашы Pseudomonas aeruginosaнын метаболизмдик активдүүлүгү менен байланышкан жана рНга ошол эле таасир тест тилкеси жок болгон учурда да табылган.
Сүрөттө көрсөтүлгөндөй.7, Pseudomonas aeruginosa биопленкасы менен шартталган карьердин максималдуу тереңдиги 0,69 микрон түздү, бул абиотикалык чөйрөгө караганда (0,02 мкм) кыйла чоң.Бул жогорудагы электрохимиялык маалыматтар менен дал келет.Ошол эле шарттарда карьердин 0,69 мкм тереңдиги 2205 DSS40 үчүн белгиленген 9,5 мкм мааниден он эсе азыраак.Бул маалыматтар 2707 HDSS 2205 DSS караганда MIC жакшыраак каршылык көрсөтөт экенин көрсөтүп турат.Бул таң калыштуу эмес, анткени 2707 HDSS Cr деңгээли жогору, ал узак пассивацияга мүмкүндүк берет, Pseudomonas aeruginosaны пассивациялоону кыйындатат жана процессти зыяндуу экинчи жаан-чачынсыз Pitting41 баштайт.
Жыйынтыктап айтканда, Pseudomonas aeruginosa сорпонунда 2707 HDSS бетинде MIC чуңкурлары табылды, ал эми абиотикалык чөйрөдө анча чоң эмес.Бул иш 2707 HDSS 2205 DSS караганда MIC каршы жакшыраак экенин көрсөтүп турат, бирок ал Pseudomonas aeruginosa биофильми улам MIC толук иммундук эмес.Бул натыйжалар ылайыктуу дат баспас болотторду тандоого жардам берет жана деңиз чөйрөсү үчүн күтүлгөн жашоо узактыгы.
2707 HDSS үлгүлөрү Металлургия мектеби, Түндүк-Чыгыш университети (NEU), Шэньян, Кытай тарабынан берилген.2707 HDSSтин элементардык курамы 1-таблицада көрсөтүлгөн, ал Түндүк-Чыгыш университетинин Материалдык анализ жана тестирлөө бөлүмү тарабынан талданган.Бардык үлгүлөр 1 саат бою 1180°C катуу эритме үчүн иштетилди.Коррозияга каршы сыноодон мурун, бетинин ачык аянты 1 см2 болгон 2707 HDSS монета болот кремний карбид кум кагазы менен 2000 гритке чейин жылмаланып, андан кийин 0,05 мкм Al2O3 порошок шламы менен жылмаланган.Капталдары жана түбү инерттүү боёк менен корголгон.Кургатылгандан кийин үлгүлөр стерилдүү деионизацияланган суу менен жууп, 75% (көлөм/көлөм) этанол менен 0,5 саатка стерилизацияланган.Андан кийин алар колдонуудан мурун 0,5 саат бою ультра кызгылт көк (UV) нурда кургатылган.
Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 деңиз штамы Кытайдын Xiamen Marine Culture Collection (MCCC) компаниясынан сатылып алынган.Marine 2216E суюк чөйрөсү (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Циндао, Кытай) Pseudomonas aeruginosa 250 мл колбаларда жана 500 мл электрохимиялык айнек клеткаларында 37°C аэробдук шарттарда өстүрүүдө колдонулган.Ортодо (г/л) бар: 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, SrB0302, Na20302, SrB0302. , 0,008, 0,008 Na4F0H20PO.1,0 ачыткы экстракты жана 0,1 темир цитраты.Эмдөө алдында 20 мүнөт 121 °C автоклав.Сесилдик жана планктондук клеткалар 400x чоңойтууда гемоцитометрди колдонуу менен жарык микроскопунун астында саналды.Планктондук P. aeruginosa клеткаларынын алгачкы концентрациясы эмдөөдөн кийин дароо болжол менен 106 клетка/мл болгон.
Электрохимиялык сыноолор орточо көлөмү 500 мл болгон классикалык үч электроддуу айнек клеткада жүргүзүлгөн.Платина барагы жана каныккан каломель электрод (SCE) туз көпүрөсү менен толтурулган Луггин капилляры аркылуу реакторго туташтырылган жана тиешелүүлүгүнө жараша эсептегич жана эталондук электроддор катары кызмат кылган.Жумушчу электродду түзүү үчүн ар бир үлгүгө резина менен капталган жез зым бекитилип, эпоксид менен капталган жана жумушчу электрод үчүн бир тарапка болжол менен 1 см2 беттик аянт калтырылган.Электрохимиялык өлчөөлөрдүн жүрүшүндө үлгүлөр 2216E чөйрөсүнө жайгаштырылган жана суу мончосунда туруктуу инкубация температурасында (37°С) сакталган.OCP, LPR, EIS жана потенциалдуу динамикалык поляризация маалыматтары Autolab потенциостатын колдонуу менен ченелген (Шилтеме 600TM, Gamry Instruments, Inc., АКШ).LPR тесттери -5 жана 5 мВ диапазондо 0,125 мВ с-1 скандоо ылдамдыгында жана 1 Гц үлгү алуу ылдамдыгы менен Eocp менен жазылган.EIS стабилдүү Eocp режиминде 0,01ден 10 000 Гцге чейинки жыштык диапазонундагы синусоид менен 5 мВ колдонулган чыңалууну колдонуу менен аткарылган.Потенциалдуу шыпыруунун алдында электроддор 42 туруктуу эркин коррозия потенциалына жеткенге чейин ачык схема режиминде болгон.менен.Ар бир сыноо Pseudomonas aeruginosa менен жана ансыз үч жолу кайталанды.
Металлографиялык талдоо үчүн үлгүлөр механикалык түрдө 2000 грит нымдуу SiC кагазы менен жылмаланган, андан кийин оптикалык байкоо жүргүзүү үчүн 0,05 мкм Al2O3 порошок шламы менен жылмаланган.Оптикалык микроскоптун жардамы менен металлографиялык анализ жүргүзүлгөн.Үлгү массасынын 10% калий гидроксидинин эритмеси менен оюлган43.
Инкубациядан кийин 3 жолу фосфаттык буфердик туз менен жууп (рН 7,4 ± 0,2), анан биофильмди бекитүү үчүн 2,5% (көлөм/көлөм) глутаральдегид менен 10 саатка бекитиңиз.Андан кийин этанол менен этанол менен суусуздандыруу (көлөмү боюнча 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% жана 100%) абада кургатуудан мурун.Акырында, SEM44 байкоосу үчүн өткөргүчтүктү камсыз кылуу үчүн үлгүнүн бетине алтын пленка чачылган.SEM сүрөттөрү ар бир үлгүнүн бетинде эң белгиленген P. aeruginosa клеткалары жайгашкан жерге багытталган.Химиялык элементтерди аныктоо үчүн EMF анализи жүргүзүлгөн.Чуңкурдун тереңдигин өлчөө үчүн Зейсс конфокалдык лазердик сканерлөөчү микроскобу (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Германия) колдонулган.Биоплёнканын астындагы коррозия чуңкурларын байкоо үчүн сыноо үлгүсү алгач Кытайдын Улуттук стандартына (CNS) GB/T4334.4-2000 ылайык тазаланып, сынамык үлгүнүн бетинен коррозия продуктулары жана биофильмдер жок кылынган.
Рентгендик фотоэлектрондук спектроскопия (XPS, ESCALAB250 Surface Analysis System, Thermo VG, АКШ) монохроматтык рентген булагын (энергиясы 1500 эВ жана кубаты 150 Вт болгон Al Ka линиясы) байланыштыруучу энергиянын кеңири диапазонундагы анализи 0 –1350 эВ стандарттык шарттардан төмөн.50 eV өткөрүүчү энергияны жана 0,2 eV кадам өлчөмүн колдонуу менен жогорку резолюциядагы спектрлерди жазыңыз.
Инкубацияланган үлгүнү алып салыңыз жана аны PBS (рН 7,4 ± 0,2) менен 15 с45 үчүн акырын жууңуз.Үлгүдөгү биофильмдин бактериялык жашоого жөндөмдүүлүгүнө байкоо жүргүзүү үчүн биофильм LIVE/DEAD BacLight Бактериялык жашоого жөндөмдүүлүк комплекти (Invitrogen, Eugene, OR, USA) менен боёлду.Комплект эки флуоресценттик боёкту камтыйт: SYTO-9 жашыл флуоресценттик боёк жана пропидий йодид (PI) кызыл флуоресценттик боёк.CLSMде флуоресценттик жашыл жана кызыл чекиттер тирүү жана өлүк клеткаларды билдирет.Боёо үчүн 3 мкл SYTO-9 жана 3 мкл PI эритмеси бар 1 мл аралашманы бөлмө температурасында (23°C) караңгы жерде 20 мүнөт инкубациялаңыз.Андан кийин, боёлгон үлгүлөр Nikon CLSM аппаратын (C2 Plus, Nikon, Япония) колдонуу менен эки толкун узундугунда (тирүү клеткалар үчүн 488 нм жана өлгөн клеткалар үчүн 559 нм) байкалган.3-D сканерлөө режиминде биофильмдин калыңдыгын өлчөңүз.
Бул макаланы кантип келтирсе болот: Li, H. et al.Pseudomonas aeruginosa деңиз биофильминин 2707 супер дуплекстүү дат баспас болоттон жасалган микробдук коррозияга тийгизген таасири.илим.Үй 6, 20190;doi:10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. thiosulfate катышуусу менен хлорид эритмелерде LDX 2101 дуплекстүү дат баспас болоттон жасалган Стресс коррозия крекинг.коррозия.илим.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS жана Park, YS супер дуплекстүү дат баспас болоттон жасалган ширетүүчү шишиктердин коррозияга туруктуулугуна коргоочу газдагы эритме жылуулук менен дарылоонун жана азоттун таасири.коррозия.илим.53, 1939–1947 (2011).
Ши, X., Avchi, R., Geyser, M. жана Lewandowski, Z. 316L дат баспас болоттон жасалган микробдук жана электрохимиялык чуңкурлардын химиялык салыштырмалуу изилдөө.коррозия.илим.45, 2577–2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG жана Xiao K. 2205 дуплекстүү дат баспас болоттун электрохимиялык жүрүм-туруму щелочтуу эритмелерде хлориддин катышуусунда ар кандай рН баалуулуктарында.электрохимия.Журнал.64, 211–220 (2012).
Посттун убактысы: 09-январь 2023-ж