Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com.Vafraútgáfan sem þú notar hefur takmarkaðan CSS stuðning.Til að fá bestu upplifunina mælum við með því að þú notir uppfærðan vafra (eða slökkva á eindrægnistillingu í Internet Explorer).Í millitíðinni, til að tryggja áframhaldandi stuðning, munum við gera síðuna án stíla og JavaScript.
Örverutæring (MIC) er alvarlegt vandamál í mörgum atvinnugreinum þar sem það getur leitt til mikils efnahagstjóns.Ofur tvíhliða ryðfrítt stál 2707 (2707 HDSS) er notað í sjávarumhverfi vegna framúrskarandi efnaþols.Hins vegar hefur ekki verið sýnt fram á viðnám þess gegn MIC með tilraunum.Þessi rannsókn kannaði hegðun MIC 2707 HDSS af völdum sjávarloftsbakteríunnar Pseudomonas aeruginosa.Rafefnafræðileg greining sýndi að í nærveru Pseudomonas aeruginosa líffilmu í 2216E miðlinum, eiga sér stað jákvæð breyting á tæringargetu og aukning á tæringarstraumþéttleika.Greining á X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) sýndi lækkun á Cr innihaldi á yfirborði sýnisins undir líffilmunni.Sjónræn greining á gryfjunum sýndi að P. aeruginosa líffilman framleiddi hámarks gryfjadýpt upp á 0,69 µm á 14 daga ræktun.Þó að þetta sé lítið bendir það til þess að 2707 HDSS sé ekki alveg ónæmur fyrir MIC P. aeruginosa líffilma.
Tvíhliða ryðfrítt stál (DSS) er mikið notað í ýmsum atvinnugreinum vegna fullkominnar samsetningar framúrskarandi vélrænna eiginleika og tæringarþols1,2.Hins vegar er staðbundin hola enn á sér stað og hefur áhrif á heilleika þessa stáls3,4.DSS er ekki ónæmur fyrir örverutæringu (MIC)5,6.Þrátt fyrir fjölbreytt úrval af forritum fyrir DSS, eru enn umhverfi þar sem tæringarþol DSS er ekki nægjanlegt til langtímanotkunar.Þetta þýðir að það þarf dýrari efni með meiri tæringarþol.Jeon et al7 komust að því að jafnvel ofur tvíhliða ryðfríu stáli (SDSS) hefur nokkrar takmarkanir hvað varðar tæringarþol.Þess vegna þarf í sumum tilfellum ofur tvíhliða ryðfríu stáli (HDSS) með meiri tæringarþol.Þetta leiddi til þróunar á mjög blandað HDSS.
Tæringarþol DSS fer eftir hlutfalli alfa- og gammafasa og tæmist á Cr, Mo og W svæðum 8, 9, 10 við hliðina á öðrum áfanga.HDSS inniheldur mikið innihald af Cr, Mo og N11, þess vegna hefur það framúrskarandi tæringarþol og hátt gildi (45-50) fyrir samsvarandi gryfjuviðnámstölu (PREN) ákvarðað af ww.% Cr + 3.3 (ww.% Mo + 0,5 þyngd .%W) + 16% þyngd.N12.Framúrskarandi tæringarþol þess er háð jafnvægissamsetningu sem inniheldur um það bil 50% ferrític (α) og 50% austenitic (γ) fasa.HDSS hefur betri vélrænni eiginleika og meiri viðnám gegn klóríðtæringu.Bætt tæringarþol eykur notkun HDSS í árásargjarnara klóríðumhverfi eins og sjávarumhverfi.
MIC eru stórt vandamál í mörgum atvinnugreinum eins og olíu- og gasiðnaði og vatnsiðnaði14.MIC stendur fyrir 20% af öllum tæringarskemmdum15.MIC er lífrafefnafræðileg tæring sem hægt er að sjá í mörgum umhverfi.Líffilmur sem myndast á málmflötum breyta rafefnafræðilegum aðstæðum og hafa þar með áhrif á tæringarferlið.Almennt er talið að MIC tæring sé af völdum líffilma.Rafrænnar örverur éta í burtu málma til að fá þá orku sem þeir þurfa til að lifa af17.Nýlegar MIC rannsóknir hafa sýnt að EET (extracellular rafeindaflutningur) er hraðatakmarkandi þátturinn í MIC framkallað af rafgengum örverum.Zhang o.fl.18 sýndu fram á að rafeindamilliliðir flýta fyrir flutningi rafeinda milli Desulfovibrio sessificans frumna og 304 ryðfríu stáli, sem leiðir til alvarlegra MIC árása.Anning o.fl.19 og Wenzlaff o.fl.20 hafa sýnt að líffilmur af ætandi súlfat-afoxandi bakteríum (SRB) geta beint til sín rafeindir úr málmhvarfefni, sem leiðir til alvarlegrar gryfju.
Vitað er að DSS er næmt fyrir MIC í miðlum sem innihalda SRB, járnminnkandi bakteríur (IRB), osfrv. 21 .Þessar bakteríur valda staðbundinni gryfju á yfirborði DSS undir líffilmum22,23.Ólíkt DSS er HDSS24 MIC ekki vel þekktur.
Pseudomonas aeruginosa er Gram-neikvæð, hreyfanleg, stangalaga baktería sem er víða í náttúrunni25.Pseudomonas aeruginosa er einnig stór örveruhópur í lífríki sjávar, sem veldur auknum styrk MIC.Pseudomonas tekur virkan þátt í tæringarferlinu og er viðurkennt sem brautryðjandi nýlenduvaldur við myndun líffilmu.Mahat o.fl.28 og Yuan o.fl.29 sýndi fram á að Pseudomonas aeruginosa hefur tilhneigingu til að auka tæringarhraða milds stáls og málmblöndur í vatnsumhverfi.
Meginmarkmið þessarar vinnu var að rannsaka eiginleika MIC 2707 HDSS af völdum sjávarloftsbakteríunnar Pseudomonas aeruginosa með rafefnafræðilegum aðferðum, yfirborðsgreiningaraðferðum og tæringarafurðagreiningu.Rafefnafræðilegar rannsóknir, þar á meðal opinn hringrásarmöguleiki (OCP), línuleg skautunarviðnám (LPR), rafefnafræðileg viðnám litrófsgreining (EIS) og möguleg kraftmikil skautun, voru gerðar til að rannsaka hegðun MIC 2707 HDSS.Orkudreifandi litrófsgreining (EDS) var framkvæmd til að greina efnafræðilega frumefni á tærðu yfirborði.Að auki var röntgenljósrófsgreining (XPS) notuð til að ákvarða stöðugleika oxíðfilmuaðgerðar undir áhrifum sjávarumhverfis sem inniheldur Pseudomonas aeruginosa.Dýpt gryfjanna var mæld undir confocal laser skanna smásjá (CLSM).
Tafla 1 sýnir efnasamsetningu 2707 HDSS.Tafla 2 sýnir að 2707 HDSS hefur framúrskarandi vélrænni eiginleika með 650 MPa uppskeruþol.Á mynd.1 sýnir sjónræna örbyggingu lausnarhitameðhöndlaðs 2707 HDSS.Í örbyggingunni sem inniheldur um 50% austenít og 50% ferrítfasa sjást ílangar bönd austenít- og ferrítfasa án aukafasa.
Á mynd.Mynd 2a sýnir opna hringrásargetu (Eocp) á móti útsetningartíma fyrir 2707 HDSS í 2216E lífrænum miðli og P. aeruginosa seyði í 14 daga við 37°C.Það sýnir að stærsta og mikilvægasta breytingin á Eocp á sér stað innan fyrsta sólarhrings.Eocp gildin í báðum tilfellum náðu hámarki við -145 mV (samanborið við SCE) um 16 klst. og lækkuðu síðan verulega og náðu -477 mV (samanborið við SCE) og -236 mV (miðað við SCE) fyrir ólífræna sýnið.og P Pseudomonas aeruginosa afsláttarmiða, í sömu röð).Eftir 24 klukkustundir var Eocp 2707 HDSS gildi fyrir P. aeruginosa tiltölulega stöðugt við -228 mV (samanborið við SCE), en samsvarandi gildi fyrir ólíffræðileg sýni var um það bil -442 mV (miðað við SCE).Eocp í viðurvist P. aeruginosa var frekar lágt.
Rafefnafræðileg rannsókn á 2707 HDSS sýnum í lífrænum miðli og Pseudomonas aeruginosa seyði við 37 °C:
(a) Eocp sem fall af lýsingartíma, (b) skautunarferlar á degi 14, (c) Rp sem fall af lýsingartíma og (d) icorr sem fall af lýsingartíma.
Tafla 3 sýnir rafefnafræðilegar tæringarfæribreytur 2707 HDSS sýna sem hafa verið útsett fyrir ólífrænum og Pseudomonas aeruginosa sáðefnum á 14 daga tímabili.Snertingar rafskauts- og bakskautsferilanna voru framreiknaðar til að fá skurðpunkta sem gefa tæringarstraumþéttleika (icorr), tæringargetu (Ecorr) og Tafel halla (βα og βc) samkvæmt stöðluðum aðferðum30,31.
Eins og sýnt er á mynd.2b leiddi breyting upp á P. aeruginosa ferilinn til hækkunar á Ecorr samanborið við abiotic ferilinn.Icorr gildið, sem er í réttu hlutfalli við tæringarhraðann, hækkaði í 0,328 µA cm-2 í Pseudomonas aeruginosa sýninu, sem er fjórum sinnum hærra en í ólíffræðilega sýninu (0,087 µA cm-2).
LPR er klassísk rafefnafræðileg aðferð sem er ekki eyðileggjandi fyrir hraða tæringargreiningu.Það hefur einnig verið notað til að rannsaka MIC32.Á mynd.2c sýnir skautunarviðnámið (Rp) sem fall af lýsingartímanum.Hærra Rp gildi þýðir minni tæringu.Innan fyrstu 24 klukkustundanna náði Rp 2707 HDSS hámarki í 1955 kΩ cm2 fyrir ólífræn sýni og 1429 kΩ cm2 fyrir Pseudomonas aeruginosa sýni.Mynd 2c sýnir einnig að Rp gildið lækkaði hratt eftir einn dag og hélst síðan tiltölulega óbreytt næstu 13 daga.Rp gildi Pseudomonas aeruginosa sýnis er um 40 kΩ cm2, sem er mun lægra en 450 kΩ cm2 gildi ólífsýnis.
Gildi icorr er í réttu hlutfalli við samræmda tæringarhraða.Gildi þess er hægt að reikna út frá eftirfarandi Stern-Giri jöfnu:
Samkvæmt Zoe o.fl.33 var dæmigert gildi Tafel halla B í þessu verki talið vera 26 mV/des.Mynd 2d sýnir að ícorr ólíffræðilega sýnisins 2707 hélst tiltölulega stöðugt, en P. aeruginosa sýnið sveiflaðist mikið eftir fyrsta sólarhringinn.Icorr-gildi P. aeruginosa sýna voru stærðargráðu hærri en ólíffræðileg viðmiðunargildi.Þessi þróun er í samræmi við niðurstöður skautunarviðnáms.
EIS er önnur óeyðandi aðferð notuð til að einkenna rafefnafræðileg viðbrögð á tærðu yfirborði.Viðnámsróf og reiknuð rafrýmd sýnis sem verða fyrir lífrænu umhverfi og Pseudomonas aeruginosa lausn, óvirka filmu/líffilmuviðnám Rb sem myndast á sýnisyfirborðinu, hleðsluflutningsviðnám Rct, rafmagns tveggja laga rýmd Cdl (EDL) og stöðugar QCPE Phase frumefnisbreytur (CPE).Þessar breytur voru greindar frekar með því að passa gögnin með því að nota samsvarandi hringrás (EEC) líkan.
Á mynd.3 sýnir dæmigerða Nyquist reiti (a og b) og Bode reiti (a' og b') fyrir 2707 HDSS sýni í lífrænum miðlum og P. aeruginosa seyði fyrir mismunandi ræktunartíma.Þvermál Nyquist hringsins minnkar þegar Pseudomonas aeruginosa er til staðar.Bode plot (mynd 3b') sýnir aukningu á heildarviðnám.Upplýsingar um slökunartímafastann má fá úr fasahámarki.Á mynd.4 sýnir eðlisfræðilegar uppbyggingar byggðar á einlagi (a) og tvílagi (b) og samsvarandi EEC.CPE er kynnt í EEC líkaninu.Aðgengi þess og viðnám er gefið upp sem hér segir:
Tvær eðlislíkön og samsvarandi samsvarandi hringrásir til að passa viðnámsróf sýnis 2707 HDSS:
þar sem Y0 er KPI gildið, j er ímyndaða talan eða (-1)1/2, ω er horntíðnin, n er KPI aflstuðullinn minni en einn35.Viðnám hleðsluflutningsins (þ.e. 1/Rct) samsvarar tæringarhraðanum.Því minni Rct, því hærra er tæringarhraði27.Eftir 14 daga ræktun náði Rct af Pseudomonas aeruginosa sýnum 32 kΩ cm2, sem er mun minna en 489 kΩ cm2 af ólíffræðilegum sýnum (tafla 4).
CLSM myndirnar og SEM myndirnar á mynd 5 sýna greinilega að líffilmuhúð á yfirborði HDSS sýnis 2707 eftir 7 daga er þétt.Hins vegar, eftir 14 daga, var þekjan á líffilmu léleg og nokkrar dauðar frumur komu fram.Tafla 5 sýnir líffilmuþykkt á 2707 HDSS sýnum eftir útsetningu fyrir P. aeruginosa í 7 og 14 daga.Hámarksþykkt líffilmu breyttist úr 23,4 µm eftir 7 daga í 18,9 µm eftir 14 daga.Meðalþykkt líffilmu staðfesti einnig þessa þróun.Það lækkaði úr 22,2 ± 0,7 μm eftir 7 daga í 17,8 ± 1,0 μm eftir 14 daga.
(a) 3-D CLSM mynd eftir 7 daga, (b) 3-D CLSM mynd eftir 14 daga, (c) SEM mynd eftir 7 daga og (d) SEM mynd eftir 14 daga.
EMF leiddi í ljós efnafræðilega þætti í líffilmum og tæringarvörum á sýnum sem voru útsett fyrir P. aeruginosa í 14 daga.Á mynd.Mynd 6 sýnir að innihald C, N, O og P í líffilmum og tæringarvörum er marktækt hærra en í hreinum málmum, þar sem þessir þættir tengjast líffilmum og umbrotsefnum þeirra.Örverur þurfa aðeins snefilmagn af króm og járni.Mikið magn af Cr og Fe í líffilmunni og tæringarafurðum á yfirborði sýnanna benda til þess að málmgrunnurinn hafi misst frumefni vegna tæringar.
Eftir 14 daga sáust gryfjur með og án P. aeruginosa í miðli 2216E.Fyrir ræktun var yfirborð sýnanna slétt og gallalaust (mynd 7a).Eftir ræktun og fjarlægingu líffilmu og tæringarafurða voru dýpstu holurnar á yfirborði sýnanna skoðaðar með CLSM, eins og sýnt er á mynd 7b og c.Engin augljós gryfja fannst á yfirborði ólíffræðilegra viðmiðunarhópa (hámarks gryfjudýpt 0,02 µm).Hámarksgryfjudýpt af völdum P. aeruginosa var 0,52 µm eftir 7 daga og 0,69 µm eftir 14 daga, miðað við meðalhámarksdýpt úr 3 sýnum (10 hámarksgryfjudýpt voru valin fyrir hvert sýni).Afrek upp á 0,42 ± 0,12 µm og 0,52 ± 0,15 µm, í sömu röð (tafla 5).Þessi holudýptargildi eru lítil en mikilvæg.
(a) fyrir váhrif, (b) 14 dagar í ólífrænu umhverfi og (c) 14 dagar í Pseudomonas aeruginosa seyði.
Á mynd.Tafla 8 sýnir XPS litróf ýmissa sýnisyfirborða og efnasamsetning greind fyrir hvern flöt er tekin saman í töflu 6. Í töflu 6 voru frumeindahlutfall Fe og Cr í viðurvist P. aeruginosa (sýni A og B) mun lægri en hjá ólíffræðilegu eftirliti.(sýni C og D).Fyrir P. aeruginosa sýni var litrófsferillinn á stigi Cr 2p kjarna settur á fjóra topphluta með bindingarorku (BE) 574,4, 576,6, 578,3 og 586,8 eV, sem má rekja til Cr, Cr2O3, CrO3 .og Cr(OH)3, í sömu röð (mynd 9a og b).Fyrir sýni sem ekki eru líffræðileg, inniheldur litróf aðal Cr 2p stigsins tvo aðal toppa fyrir Cr (573,80 eV fyrir BE) og Cr2O3 (575,90 eV fyrir BE) á myndum.9c og d, í sömu röð.Mest áberandi munurinn á lífrænum sýnum og P. aeruginosa sýnum var tilvist Cr6+ og hærra hlutfallslegt hlutfall af Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) undir líffilmunni.
Breitt XPS litróf yfirborðs sýnis 2707 HDSS í tveimur miðlum er 7 og 14 dagar, í sömu röð.
(a) 7 daga útsetning fyrir P. aeruginosa, (b) 14 daga útsetning fyrir P. aeruginosa, (c) 7 dagar í ólífrænu umhverfi og (d) 14 dagar í ólífrænu umhverfi.
HDSS sýnir mikla tæringarþol í flestum umhverfi.Kim o.fl.2 greindi frá því að HDSS UNS S32707 væri auðkennt sem mjög blandað DSS með PREN hærra en 45. PREN gildi sýnis 2707 HDSS í þessu verki var 49. Þetta er vegna mikils króminnihalds og hás innihalds í mólýbden og nikkel, sem nýtast vel í súru umhverfi.og umhverfi með hátt klóríðinnihald.Að auki er vel jafnvægi samsetning og gallalaus örbygging gagnleg fyrir uppbyggingu stöðugleika og tæringarþol.Hins vegar, þrátt fyrir framúrskarandi efnaþol þess, benda tilraunagögnin í þessari vinnu til þess að 2707 HDSS sé ekki alveg ónæmur fyrir P. aeruginosa líffilmu MIC.
Rafefnafræðilegar niðurstöður sýndu að tæringarhraði 2707 HDSS í P. aeruginosa seyði jókst marktækt eftir 14 daga samanborið við ólíffræðilegt umhverfi.Á mynd 2a sást lækkun á Eocp bæði í ólífrænum miðli og í P. aeruginosa seyði á fyrsta sólarhringnum.Eftir það nær líffilman alveg yfirborð sýnisins og Eocp verður tiltölulega stöðugt36.Hins vegar var líffræðilega Eocp stigið mun hærra en ólíffræðilegt Eocp stig.Það eru ástæður til að ætla að þessi munur tengist myndun P. aeruginosa líffilma.Á mynd.2d í viðurvist P. aeruginosa náði icorr 2707 HDSS gildið 0,627 μA cm-2, sem er stærðargráðu hærra en fyrir ólífræna eftirlitið (0,063 μA cm-2), sem var í samræmi við mæld Rct gildi. eftir EIS.Fyrstu dagana jukust viðnámsgildin í P. aeruginosa seyði vegna viðtengingar P. aeruginosa frumna og myndun líffilma.Hins vegar, þegar líffilman nær algjörlega yfir sýnisyfirborðið, minnkar viðnámið.Hlífðarlagið verður fyrir árás fyrst og fremst vegna myndun líffilma og líffilmu umbrotsefna.Þar af leiðandi minnkaði tæringarþolið með tímanum og festing P. aeruginosa olli staðbundinni tæringu.Þróunin í abiotic umhverfi var önnur.Tæringarþol hins ólíffræðilega samanburðar var mun hærra en samsvarandi gildi sýnanna sem voru útsett fyrir P. aeruginosa seyði.Að auki, fyrir ólífræna inngöngu, náði Rct 2707 HDSS gildið 489 kΩ cm2 á degi 14, sem er 15 sinnum hærra en Rct gildið (32 kΩ cm2) í viðurvist P. aeruginosa.Þannig hefur 2707 HDSS framúrskarandi tæringarþol í dauðhreinsuðu umhverfi, en er ekki ónæmur fyrir MIC frá P. aeruginosa líffilmum.
Þessar niðurstöður má einnig sjá frá skautunarferlunum á myndum.2b.Anodísk greining hefur verið tengd Pseudomonas aeruginosa líffilmumyndun og málmoxunarhvörfum.Í þessu tilviki er bakskautahvörfið lækkun súrefnis.Tilvist P. aeruginosa jók þéttleika tæringarstraumsins verulega, um stærðargráðu hærri en í ólífrænu stjórninni.Þetta gefur til kynna að P. aeruginosa líffilman eykur staðbundna tæringu á 2707 HDSS.Yuan et al.29 komust að því að tæringarstraumþéttleiki Cu-Ni 70/30 málmblöndunnar jókst undir áhrifum P. aeruginosa líffilmu.Þetta getur verið vegna lífhvatunar súrefnisskerðingar með Pseudomonas aeruginosa líffilmum.Þessi athugun gæti einnig útskýrt MIC 2707 HDSS í þessari vinnu.Það getur líka verið minna súrefni undir loftháðum líffilmum.Þess vegna getur neitað um að endurvirkja málmyfirborðið með súrefni verið þáttur sem stuðlar að MIC í þessari vinnu.
Dickinson o.fl.38 bentu til þess að hraða efna- og rafefnahvarfa geti orðið fyrir beinum áhrifum af efnaskiptavirkni setlausra baktería á yfirborði sýnisins og eðli tæringarafurðanna.Eins og sést á mynd 5 og töflu 5 minnkaði fjöldi frumna og líffilmuþykkt eftir 14 daga.Þetta má með sanngjörnum hætti skýra með því að eftir 14 daga dóu flestar setfrumur á yfirborði 2707 HDSS vegna næringarefnaskorts í 2216E miðlinum eða losunar eitraðra málmjóna úr 2707 HDSS fylkinu.Þetta er takmörkun á lotutilraunum.
Í þessari vinnu stuðlaði líffilma frá P. aeruginosa til staðbundinnar eyðingar á Cr og Fe undir líffilmunni á yfirborði 2707 HDSS (mynd 6).Tafla 6 sýnir lækkun Fe og Cr í sýni D samanborið við sýni C, sem gefur til kynna að uppleyst Fe og Cr af völdum P. aeruginosa líffilmunnar hélst fyrstu 7 dagana.2216E umhverfið er notað til að líkja eftir sjávarumhverfi.Það inniheldur 17700 ppm Cl-, sem er sambærilegt við innihald þess í náttúrulegu sjó.Tilvist 17700 ppm Cl- var aðalástæðan fyrir lækkuninni á Cr í 7 og 14 daga ólífrænum sýnum sem greind voru með XPS.Í samanburði við P. aeruginosa sýni var upplausn Cr í lífrænum sýnum mun minni vegna mikils ónæmis 2707 HDSS fyrir klór við ólífrænar aðstæður.Á mynd.9 sýnir nærveru Cr6+ í passiveringsfilmunni.Það gæti átt þátt í því að fjarlægja króm úr stályfirborði með P. aeruginosa líffilmum, eins og Chen og Clayton hafa lagt til.
Vegna bakteríuvaxtar voru pH gildi miðilsins fyrir og eftir ræktun 7,4 og 8,2, í sömu röð.Þannig, fyrir neðan P. aeruginosa líffilmuna, er ólíklegt að lífræn sýrutæring eigi þátt í þessari vinnu vegna tiltölulega hás pH í lausu miðlinum.pH ólíffræðilega samanburðarmiðilsins breyttist ekki marktækt (frá upphaflegu 7,4 til loka 7,5) á 14 daga prófunartímabilinu.Aukning á sýrustigi í sáningarmiðlinum eftir ræktun tengdist efnaskiptavirkni P. aeruginosa og reyndist hafa sömu áhrif á sýrustig ef ekki voru til prófstrimlar.
Eins og sést á mynd 7 var hámarksdýpt gryfjunnar af völdum P. aeruginosa líffilmu 0,69 µm, sem er mun meira en ólífræna miðilsins (0,02 µm).Þetta er í samræmi við rafefnafræðilegu gögnin sem lýst er hér að ofan.Gröf dýpt 0,69 µm er meira en tífalt minni en 9,5 µm gildið sem gefið er upp fyrir 2205 DSS við sömu aðstæður.Þessi gögn sýna að 2707 HDSS sýnir betri mótstöðu gegn MIC en 2205 DSS.Þetta ætti ekki að koma á óvart þar sem 2707 HDSS hefur hærra Cr stig sem veitir lengri aðgerðaleysi, erfiðara að depassive P. aeruginosa, og vegna jafnvægis fasabyggingar án skaðlegrar aukaúrkomu veldur gryfju.
Að lokum fundust MIC holur á yfirborði 2707 HDSS í P. aeruginosa seyði samanborið við óverulega hola í lífrænu umhverfi.Þessi vinna sýnir að 2707 HDSS hefur betri mótstöðu gegn MIC en 2205 DSS, en hann er ekki alveg ónæmur fyrir MIC vegna P. aeruginosa líffilmu.Þessar niðurstöður aðstoða við val á viðeigandi ryðfríu stáli og lífslíkur fyrir sjávarumhverfið.
Afsláttarmiði fyrir 2707 HDSS frá Northeastern University (NEU) School of Metallurgy í Shenyang, Kína.Frumefnasamsetning 2707 HDSS er sýnd í töflu 1, sem var greind af NEU efnisgreiningar- og prófunardeild.Öll sýnin voru meðhöndluð fyrir fastri lausn við 1180°C í 1 klukkustund.Fyrir tæringarprófun var myntlaga 2707 HDSS með opnu yfirborði efst upp á 1 cm2 slípað í 2000 grit með kísilkarbíðsandpappír og síðan slípað með 0,05 µm Al2O3 duftlausn.Hliðar og botn eru varin með óvirkri málningu.Eftir þurrkun voru sýnin þvegin með dauðhreinsuðu afjónuðu vatni og sótthreinsuð með 75% (v/v) etanóli í 0,5 klst.Þau voru síðan loftþurrkuð undir útfjólubláu (UV) ljósi í 0,5 klst fyrir notkun.
Marine Pseudomonas aeruginosa stofn MCCC 1A00099 var keyptur frá Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Kína.Pseudomonas aeruginosa var ræktað við loftháðar aðstæður við 37°C í 250 ml flöskum og 500 ml rafefnafræðilegum frumum úr gleri með Marine 2216E fljótandi miðli (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Kína).Medium inniheldur (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 SrBr2, 0,022 H3BO3, 0,004 NASIO3, 0016 6NH26NH3, 3.0016 NH3 5. gerþykkni og 0,1 járnsítrat.Settu í autoclave við 121°C í 20 mínútur fyrir sáningu.Teldu setfrumur og sviffrumur með blóðfrumnamæli í ljóssmásjá með 400x stækkun.Upphafsstyrkur sviflyfs Pseudomonas aeruginosa strax eftir sáningu var um það bil 106 frumur/ml.
Rafefnafræðilegar prófanir voru gerðar í klassískum þriggja rafskauta glerklefa með miðlungs rúmmáli 500 ml.Platínuplatan og mettuð kalómel rafskaut (SAE) voru tengd við kjarnaofninn í gegnum Luggin háræðar fylltar með saltbrúum, sem þjónuðu sem mót- og viðmiðunarrafskaut, í sömu röð.Til framleiðslu á vinnurafskautum var gúmmílagaður koparvír festur við hvert sýni og þakið epoxýplastefni, sem skilur eftir um 1 cm2 óvarið svæði fyrir vinnurafskautið á annarri hliðinni.Við rafefnafræðilegar mælingar voru sýnin sett í 2216E miðilinn og haldið við stöðugt ræktunarhitastig (37°C) í vatnsbaði.OCP, LPR, EIS og möguleg kraftmikil skautun voru mæld með Autolab potentiostat (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).LPR próf voru skráð á skannahraða 0,125 mV s-1 á bilinu -5 til 5 mV með Eocp og sýnatökuhraða 1 Hz.EIS var framkvæmt með sinusbylgju á tíðnisviðinu 0,01 til 10.000 Hz með því að nota 5 mV álagða spennu við jafnvægi Eocp.Áður en möguleikinn var gefinn voru rafskautin í aðgerðalausri stillingu þar til stöðugu gildi tæringargetu var náð.Skautunarferlarnir voru síðan mældir frá -0,2 til 1,5 V sem fall af Eocp við skannahraða 0,166 mV/s.Hvert próf var endurtekið 3 sinnum með og án P. aeruginosa.
Sýni til málmgreiningar voru vélrænt fáguð með blautum 2000 grit SiC pappír og síðan frekar fáguð með 0,05 µm Al2O3 duftsviflausn til sjónræns athugunar.Málmgreining var gerð með ljóssmásjá.Sýnin voru ætuð með 10 wt% lausn af kalíumhýdroxíði 43.
Eftir ræktun voru sýnin þvegin þrisvar sinnum með fosfatjafnaðar saltlausn (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) og síðan fest með 2,5% (v/v) glútaraldehýði í 10 klukkustundir til að festa líffilmur.Það var síðan þurrkað með lotusettu etanóli (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% og 100% miðað við rúmmál) fyrir loftþurrkun.Að lokum er gullfilmu sett á yfirborð sýnisins til að veita leiðni fyrir SEM athugun.SEM myndir beindust að blettum með mest setjandi P. aeruginosa frumum á yfirborði hvers sýnis.Framkvæma EDS greiningu til að finna efnafræðileg frumefni.Zeiss confocal laser skanna smásjá (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Þýskalandi) var notuð til að mæla gröf dýpt.Til að fylgjast með tæringarholum undir líffilmunni var prófunarsýnið fyrst hreinsað í samræmi við kínverska landsstaðalinn (CNS) GB/T4334.4-2000 til að fjarlægja tæringarafurðir og líffilmu af yfirborði prófunarsýnisins.
Röntgenljósrófsgreining (XPS, ESCALAB250 yfirborðsgreiningarkerfi, Thermo VG, USA) greining var gerð með einlita röntgengjafa (Aluminium Kα lína með orku upp á 1500 eV og afl 150 W) á breitt svið af bindiorka 0 við staðlaðar aðstæður -1350 eV.Háupplausnarróf voru skráð með 50 eV sendingarorku og 0,2 eV skrefi.
Ræktuðu sýnin voru fjarlægð og þvegin varlega með PBS (pH 7,4 ± 0,2) í 15 s45.Til að fylgjast með gerlalífvænleika líffilma á sýnum voru líffilmur litaðar með LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, Bandaríkjunum).Settið inniheldur tvö flúrljómandi litarefni: SYTO-9 grænt flúrljómandi litarefni og própidíumjoðíð (PI) rautt flúrljómandi litarefni.Í CLSM tákna flúrljómandi grænir og rauðir punktar lifandi og dauða frumur, í sömu röð.Til litunar var 1 ml af blöndu sem innihélt 3 µl af SYTO-9 og 3 µl af PI lausn ræktað í 20 mínútur við stofuhita (23°C) í myrkri.Eftir það voru lituðu sýnin skoðuð á tveimur bylgjulengdum (488 nm fyrir lifandi frumur og 559 nm fyrir dauða frumur) með Nikon CLSM tæki (C2 Plus, Nikon, Japan).Líffilmuþykktin var mæld í þrívíddarskönnunarham.
Hvernig á að vitna í þessa grein: Li, H. o.fl.Örverutæring á 2707 ofur tvíhliða ryðfríu stáli með Pseudomonas aeruginosa sjávarlíffilmu.vísindin.6, 20190. Doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streitutæringarsprungur á LDX 2101 tvíhliða ryðfríu stáli í klóríðlausnum í viðurvist þíósúlfats. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streitutæringarsprungur á LDX 2101 tvíhliða ryðfríu stáli í klóríðlausnum í viðurvist þíósúlfats. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворах хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streitutæringarsprunga tvíhliða ryðfríu stáli LDX 2101 í klóríðlausnum í viðurvist þíósúlfats. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相ryðfríu stáli在福代súlfat分下下南性性生于中倾僅傉。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streitutæringarsprunga tvíhliða ryðfríu stáli LDX 2101 í klóríðlausn í viðurvist þíósúlfats.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Áhrif hitameðhöndlunar lausnar og köfnunarefnis í hlífðargasi á viðnám gegn tæringu á háum tvíhliða ryðfríu stáli. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Áhrif hitameðhöndlunar lausnar og köfnunarefnis í hlífðargasi á viðnám gegn tæringu á háum tvíhliða ryðfríu stáli.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS og Park, YS Áhrif hitameðhöndlunar í föstu lausnum og köfnunarefnis í hlífðargasi á gryfjutæringarþol hásuðu úr ryðfríu stáli. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS og Park, YS Áhrif hitameðferðar lausnar og köfnunarefnis í hlífðargasi á tæringarþol ofur tvíhliða ryðfríu stáli suðu.koros.vísindin.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Samanburðarrannsókn í efnafræði á örveru- og rafefnafræðilega framkölluðum hola úr 316L ryðfríu stáli. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Samanburðarrannsókn í efnafræði á örveru- og rafefnafræðilega framkölluðum hola úr 316L ryðfríu stáli.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. og Lewandowski, Z. Samanburðarefnafræðileg rannsókn á örveru- og rafefnafræðilegri gryfju úr 316L ryðfríu stáli. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L 不锈钢点蚀的化学比较研究　 Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. og Lewandowski, Z. Samanburðarefnafræðileg rannsókn á örverufræðilegum og rafefnafræðilegum völdum gryfju í 316L ryðfríu stáli.koros.vísindin.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Rafefnafræðileg hegðun 2205 tvíhliða ryðfríu stáli í basískum lausnum með mismunandi pH í viðurvist klóríðs. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Rafefnafræðileg hegðun 2205 tvíhliða ryðfríu stáli í basískum lausnum með mismunandi pH í viðurvist klóríðs.Luo H., Dong KF, Lee HG og Xiao K. Rafefnafræðileg hegðun tvíhliða ryðfríu stáli 2205 í basískum lausnum með mismunandi pH í viðurvist klóríðs. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的唦茂 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Rafefnafræðileg hegðun 双相ryðfríu stáli í nærveru klóríðs við mismunandi pH í basískri lausn.Luo H., Dong KF, Lee HG og Xiao K. Rafefnafræðileg hegðun tvíhliða ryðfríu stáli 2205 í basískum lausnum með mismunandi pH í viðurvist klóríðs.Electrochem.Tímarit.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Áhrif sjávarlíffilma á tæringu: hnitmiðuð umfjöllun. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Áhrif sjávarlíffilma á tæringu: hnitmiðuð umfjöllun.Little, BJ, Lee, JS og Ray, RI Áhrif sjávarlíffilma á tæringu: stutt umfjöllun. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述。 Little, BJ, Lee, JS og Ray, RILittle, BJ, Lee, JS og Ray, RI Áhrif sjávarlíffilma á tæringu: stutt umfjöllun.Electrochem.Tímarit.54, 2-7 (2008).