Ташаккур ба шумо барои боздид аз Nature.com.Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад.Барои таҷрибаи беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки шумо браузери навшударо истифода баред (ё Ҳолати мутобиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед).Дар ҳамин ҳол, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услубҳо ва JavaScript пешкаш хоҳем кард.
Коррозияи микробҳо (MIC) дар бисёр соҳаҳо мушкилоти ҷиддӣ аст, зеро он метавонад ба талафоти бузурги иқтисодӣ оварда расонад.Супер дуплекс аз пӯлоди зангногир 2707 (2707 HDSS) аз сабаби муқовимати аълои кимиёвӣ дар муҳити баҳрӣ истифода мешавад.Аммо, муқовимати он ба MIC ба таври таҷрибавӣ нишон дода нашудааст.Тадқиқоти мазкур рафтори MIC 2707 HDSS-ро, ки аз ҷониби бактерияи аэробии баҳрии Pseudomonas aeruginosa ба вуҷуд омадааст, баррасӣ кард.Таҳлили электрохимиявӣ нишон дод, ки ҳангоми мавҷудияти биофилми Pseudomonas aeruginosa дар муҳити 2216E тағирёбии мусбат дар потенсиали зангзанӣ ва афзоиши зичии ҷараёни зангзанӣ ба амал меояд.Тахлили спектроскопияи рентгении фотоэлектрони (XPS) дар сатхи намуна дар зери биофилм кам шудани мазмуни Cr-ро нишон дод.Таҳлили визуалии чоҳҳо нишон дод, ки биофилми P. aeruginosa дар давоми 14 рӯзи инкубатсия чуқурии максималии чоҳро 0,69 микрон ба вуҷуд овард.Гарчанде ки ин хурд бошад ҳам, ин нишон медиҳад, ки 2707 HDSS аз MIC-и биофилмҳои P. aeruginosa комилан эмин нест.
Пӯлоди зангногир дуплекс (DSS) аз сабаби омезиши комили хосиятҳои хуби механикӣ ва муқовимат ба зангзанӣ1,2 дар соҳаҳои мухталиф истифода мешаванд.Бо вуҷуди ин, чуқуриҳои локалӣ ҳоло ҳам рух медиҳанд ва ба якпорчагии ин пӯлод таъсир мерасонад3,4.DSS ба зангзании микробҳо тобовар нест (MIC)5,6.Сарфи назар аз доираи васеи барномаҳо барои DSS, то ҳол муҳитҳое мавҷуданд, ки муқовимати зангзании DSS барои истифодаи дарозмуддат кофӣ нест.Ин маънои онро дорад, ки маводи гаронбаҳо бо муқовимати зангзании баландтар лозим аст.Ҷон ва дигарон 7 муайян карданд, ки ҳатто пӯлодҳои дуплексии зангногир (SDSS) дар робита ба муқовимат ба зангзанӣ баъзе маҳдудиятҳо доранд.Аз ин рӯ, дар баъзе ҳолатҳо, пӯлодҳои супер дуплексии зангногир (HDSS) бо муқовимат ба зангзании баландтар талаб карда мешаванд.Ин боиси таҳияи HDSS-и баланд алошуда гардид.
Муқовимат ба зангзании DSS аз таносуби фазаҳои алфа ва гамма вобаста аст ва дар минтақаҳои Cr, Mo ва W 8, 9, 10 дар шафати марҳилаи дуюм тамом мешавад.HDSS дорои мазмуни баланди Cr, Mo ва N11 мебошад, аз ин рӯ он муқовимати аъло ба зангзанӣ ва арзиши баланди (45-50) рақами муқовимати муқовимати муқовимат (PREN) бо вазни% Cr + 3,3 (ваз.% Mo +) муайян карда мешавад. 0,5 вазн .%W) + 16% вазн.N12.Муқовимати аълои зангзании он аз таркиби мутавозин вобаста аст, ки тақрибан 50% фазаҳои ферритикӣ (α) ва 50% аустенитикӣ (γ) доранд.HDSS дорои хосиятҳои беҳтари механикӣ ва муқовимати баландтар ба зангзании хлорид мебошад.Муқовимати беҳтаршудаи зангзанӣ истифодаи HDSS-ро дар муҳити хашмгинтари хлорид ба монанди муҳити баҳрӣ васеъ мекунад.
МИК дар бисёр соҳаҳо, аз қабили саноати нафту газ ва об мушкилоти асосӣ мебошанд14.MIC 20% тамоми зарари зангзаниро ташкил медиҳад15.MIC зангзании биоэлектрохимикӣ мебошад, ки онро дар бисёр муҳитҳо мушоҳида кардан мумкин аст.Биофилмҳо, ки дар сатҳи металлӣ пайдо мешаванд, шароити электрохимиявиро тағир медиҳанд ва ба ин васила ба раванди зангзанӣ таъсир мерасонанд.Ба таври васеъ боварӣ дорад, ки зангзании MIC аз биофилмҳо ба вуҷуд омадааст.Микроорганизмҳои электрогенӣ металлҳоро мехӯранд, то энергияеро, ки барои зинда мондан лозиманд, ба даст оранд17.Тадқиқотҳои охирини MIC нишон доданд, ки EET (интиқоли электронҳои берун аз ҳуҷайра) омили маҳдудкунандаи суръат дар MIC мебошад, ки аз ҷониби микроорганизмҳои электрогенӣ ба вуҷуд омадаанд.Чжан ва дигарон.18 нишон дод, ки миёнаравҳои электронӣ интиқоли электронҳоро байни ҳуҷайраҳои Desulfovibrio sessificans ва пӯлоди зангногир 304 суръат мебахшанд, ки дар натиҷа ҳамлаи MIC шадидтар мешавад.Аннинг ва дигарон.19 ва Wenzlaff et al.20 нишон доданд, ки биофилмҳои бактерияҳои коҳишдиҳандаи сулфати зангзананда (SRBs) метавонанд мустақиман электронҳоро аз субстратҳои металлӣ бигиранд, ки боиси чуқуршавии шадид мешаванд.
DSS маълум аст, ки ба MIC дар васоити дорои SRBs, бактерияҳои коҳишдиҳандаи оҳан (IRBs) ва ғайра ҳассос аст. 21.Ин бактерияҳо дар сатҳи DSS дар зери биофилмҳо чоҳҳои маҳаллиро ба вуҷуд меоранд22,23.Баръакси DSS, HDSS24 MIC хуб маълум нест.
Pseudomonas aeruginosa як бактерияи грамм-манфӣ, ҳаракаткунанда, асошакл буда, дар табиат васеъ паҳн шудааст25.Pseudomonas aeruginosa инчунин як гурӯҳи асосии микробҳо дар муҳити баҳрӣ буда, боиси баланд шудани консентратсияи MIC мегардад.Pseudomonas дар раванди зангзанӣ фаъолона иштирок мекунад ва ҳамчун колонизатори пешрав ҳангоми ташаккули биофилм эътироф карда мешавад.Махат ва дигарон.28 ва Юан ва дигарон.29 нишон дод, ки Pseudomonas aeruginosa ба баланд шудани суръати зангзании пӯлоди ҳалим ва хӯлаҳо дар муҳити обӣ майл дорад.
Ҳадафи асосии ин кор омӯзиши хосиятҳои MIC 2707 HDSS, ки аз ҷониби бактерияи аэробии баҳрии Pseudomonas aeruginosa бо истифода аз усулҳои электрохимиявӣ, усулҳои таҳлили рӯизаминӣ ва таҳлили маҳсулоти зангзанӣ ба вуҷуд омадааст.Барои омӯзиши рафтори MIC 2707 HDSS, таҳқиқоти электрохимиявӣ, аз ҷумла потенсиали схемаи кушод (OCP), муқовимати поляризатсияи хатӣ (LPR), спектроскопияи электрохимиявии импеданс (EIS) ва поляризатсияи потенсиалии динамикӣ анҷом дода шуданд.Таҳлили спектрометрии энергияи дисперсивӣ (EDS) барои ошкор кардани элементҳои химиявӣ дар сатҳи зангзада гузаронида шуд.Илова бар ин, спектроскопияи рентгении фотоэлектрони (XPS) барои муайян кардани устувории пассиватсияи плёнкаи оксид дар зери таъсири муҳити баҳрии Pseudomonas aeruginosa истифода шуд.Амиқии чоҳҳо дар зери микроскопи сканерии лазерии конфокалӣ (CLSM) чен карда шуд.
Дар ҷадвали 1 таркиби химиявии 2707 HDSS нишон дода шудааст.Ҷадвали 2 нишон медиҳад, ки 2707 HDSS дорои хосиятҳои хуби механикӣ бо қувваи ҳосили 650 МПа мебошад.Дар расм.1 микроструктураи оптикии маҳлулро бо гармии коркардшуда 2707 HDSS нишон медиҳад.Дар микроструктурае, ки тақрибан 50% аустенит ва 50% фазаҳои феррит дорад, тасмаҳои дарозшудаи фазаҳои аустенит ва феррит бе фазаҳои дуюмдараҷа намоёнанд.
Дар расм.Дар расми 2а потенсиали микросхемаҳои кушода (Eocp) нисбат ба вақти таъсири 2707 HDSS дар муҳити абиотикии 2216E ва шўрбои P. aeruginosa барои 14 рӯз дар 37°C нишон дода шудааст.Он нишон медиҳад, ки бузургтарин ва муҳимтарин тағирот дар Eocp дар давоми 24 соати аввал рух медиҳад.Қиматҳои Eocp дар ҳарду ҳолат дар тақрибан 16 соат дар -145 мВ (дар муқоиса бо SCE) ба авҷи аъло расидаанд ва сипас якбора коҳиш ёфта, барои намунаи абиотикӣ -477 мВ (дар муқоиса бо SCE) ва -236 мВ (дар муқоиса бо SCE) расид.ва мутаносибан купонҳои P Pseudomonas aeruginosa).Пас аз 24 соат, арзиши Eocp 2707 HDSS барои P. aeruginosa дар -228 мВ (дар муқоиса бо SCE) нисбатан устувор буд, дар ҳоле ки арзиши мувофиқ барои намунаҳои ғайрибиологӣ тақрибан -442 мВ (дар муқоиса бо SCE) буд.Eocp дар ҳузури P. aeruginosa хеле кам буд.
Омӯзиши электрохимиявии 2707 намунаи HDSS дар муҳити абиотикӣ ва шўрбои Pseudomonas aeruginosa дар 37 °C:
(а) Eocp ҳамчун функсияи вақти экспозиция, (б) каҷҳои поляризатсия дар рӯзи 14, (в) Rp ҳамчун функсияи вақти экспозиция ва (г) icorr ҳамчун функсияи вақти экспозиция.
Дар ҷадвали 3 параметрҳои зангзании электрохимиявии 2707 намунаи HDSS, ки ба муҳити абиотикӣ ва Pseudomonas aeruginosa дар тӯли 14 рӯз дучор шудаанд, нишон медиҳад.Тангенсҳои каҷҳои анод ва катод барои ба даст овардани буришҳое, ки зичии ҷараёни зангзанӣ (icorr), потенсиали зангзанӣ (Ecorr) ва нишебии Tafel (βα ва βc) мувофиқи усулҳои стандартӣ30,31 экстраполятсия карда шуданд.
Чунон ки дар расм нишон дода шудааст.2b, гузариш ба боло дар каҷи P. aeruginosa боиси афзоиши Ecorr дар муқоиса бо каҷи абиотикӣ гардид.Қимати icorr, ки ба суръати зангзанӣ мутаносиб аст, дар намунаи Pseudomonas aeruginosa то 0,328 мкА см-2 зиёд шуд, ки нисбат ба намунаи ғайрибиологӣ (0,087 мкА см-2) чор маротиба зиёдтар аст.
LPR як усули классикии электрохимиявии вайроннашаванда барои таҳлили босуръати зангзанӣ мебошад.Он инчунин барои омӯзиши MIC32 истифода шудааст.Дар расм.2c муқовимати поляризатсияро (Rp) ҳамчун функсияи вақти экспозиция нишон медиҳад.Арзиши баландтари Rp маънои камтар зангзаниро дорад.Дар давоми 24 соати аввал Rp 2707 HDSS ба 1955 кОм см2 барои намунаҳои абиотикӣ ва 1429 кОм см2 барои намунаҳои Pseudomonas aeruginosa расид.Тасвири 2c инчунин нишон медиҳад, ки арзиши Rp пас аз як рӯз зуд коҳиш ёфт ва сипас дар тӯли 13 рӯзи оянда нисбатан бетағйир монд.Арзиши Rp-и намунаи Pseudomonas aeruginosa тақрибан 40 кОм см2 аст, ки аз арзиши 450 кОм см2-и намунаи ғайрибиологӣ хеле пасттар аст.
Қимати icorr ба суръати ягонаи зангзанӣ мутаносиб аст.Арзиши онро аз муодилаи зерини Стерн-Гири ҳисоб кардан мумкин аст:
Ба гуфтаи Зое ва дигарон.33, арзиши хоси нишебии Тафел В дар ин кор 26 мВ/дек гирифта шудааст.Расми 2d нишон медиҳад, ки icorr намунаи ғайрибиологии 2707 нисбатан устувор боқӣ мондааст, дар ҳоле ки намунаи P. aeruginosa пас аз 24 соати аввал хеле тағйир ёфтааст.Қиматҳои дурусти намунаҳои P. aeruginosa нисбат ба нишондиҳандаҳои назорати ғайрибиологӣ як дараҷа баландтар буданд.Ин тамоюл бо натиҷаҳои муқовимати поляризатсия мувофиқ аст.
EIS усули дигари вайроннашавандаест, ки барои тавсифи реаксияҳои электрохимиявӣ дар сатҳи зангзада истифода мешавад.Спектрҳои импеданс ва арзишҳои ҳисобшудаи иқтидори намунаҳое, ки ба муҳити абиотикӣ ва маҳлули Pseudomonas aeruginosa дучор шудаанд, муқовимати филми ғайрифаъол / биофилм Rb, ки дар сатҳи намуна ташаккул ёфтааст, муқовимати интиқоли заряд Rct, иқтидори дукаратаи барқии Cdl (EDL) ва параметрҳои элементи марҳилаи доимии QCPE (CPE).Ин параметрҳо минбаъд тавассути мувофиқ кардани маълумот бо истифода аз модели схемаи эквивалентӣ (EEC) таҳлил карда шуданд.
Дар расм.Дар 3 қитъаҳои маъмулии Nyquist (a ва b) ва қитъаҳои Боде (a' ва b') барои 2707 намунаи HDSS дар муҳити абиотикӣ ва шўрбои P. aeruginosa барои вақтҳои гуногуни инкубатсия нишон дода шудаанд.Диаметри ҳалқаи Nyquist дар ҳузури Pseudomonas aeruginosa кам мешавад.Дар нақшаи Боде (расми 3б') афзоиши муқовимати умумӣ нишон дода шудааст.Маълумотро дар бораи константаи вақти релаксация аз максимумҳои фаза гирифтан мумкин аст.Дар расм.Дар расм 4 сохторҳои физикӣ дар асоси якқабат (а) ва дуқабат (б) ва EEC-ҳои мувофиқ нишон дода шудаанд.CPE ба модели EEC ҷорӣ карда шудааст.Импеданс ва импеданси он ба таври зерин ифода карда мешавад:
Ду модели физикӣ ва схемаҳои мувофиқ барои мувофиқ кардани спектри импеданси намунаи 2707 HDSS:
ки дар он Y0 арзиши KPI, j адади хаёлӣ ё (-1)1/2, ω басомади кунҷӣ, n индекси қудрати KPI аз як35 камтар аст.Инверсияи муқовимати интиқоли заряд (яъне 1/Rct) ба суръати зангзанӣ мувофиқат мекунад.Чӣ қадаре ки Rct хурд бошад, суръати зангзанӣ ҳамон қадар баландтар мешавад27.Пас аз 14 рӯзи инкубатсия, Rct-и намунаҳои Pseudomonas aeruginosa ба 32 кОм см2 расид, ки нисбат ба 489 кОм см2 намунаҳои ғайрибиологӣ хеле камтар аст (Ҷадвали 4).
Тасвирҳои CLSM ва тасвирҳои SEM дар расми 5 ба таври возеҳ нишон медиҳанд, ки рӯйпӯши биофилм дар рӯи намунаи HDSS 2707 пас аз 7 рӯз зич аст.Аммо, пас аз 14 рӯз, фарогирии биофилм бад буд ва баъзе ҳуҷайраҳои мурда пайдо шуданд.Ҷадвали 5 ғафсии биофилмро дар 2707 намунаи HDSS пас аз таъсири P. aeruginosa барои 7 ва 14 рӯз нишон медиҳад.Ғафсии максималии биофилм аз 23,4 микрон пас аз 7 рӯз ба 18,9 микрон пас аз 14 рӯз тағйир ёфт.Ғафсии миёнаи биофилм низ ин тамоюлро тасдиқ кард.Он аз 22,2 ± 0,7 мкм пас аз 7 рӯз то 17,8 ± 1,0 мкм пас аз 14 рӯз коҳиш ёфт.
(а) тасвири 3-D CLSM дар 7 рӯз, (б) тасвири 3-D CLSM дар 14 рӯз, (в) тасвири SEM дар 7 рӯз ва (г) тасвири SEM дар 14 рӯз.
EMF дар намунаҳои дар давоми 14 рӯз дучори таъсири P. aeruginosa дар биофилмҳо ва маҳсулоти зангзанӣ элементҳои химиявиро ошкор карданд.Дар расм.Дар расми 6 нишон дода шудааст, ки миқдори C, N, O ва P дар биофилмҳо ва маҳсулоти зангзанӣ нисбат ба металлҳои пок хеле зиёд аст, зеро ин элементҳо бо биофилмҳо ва метаболитҳои онҳо алоқаманданд.Микробҳо танҳо ба миқдори ками хром ва оҳан ниёз доранд.Сатҳи баланди Cr ва Fe дар биофилм ва маҳсулоти зангзании рӯи намунаҳо нишон медиҳанд, ки матритсаи металлӣ аз зангзанӣ элементҳоро гум кардааст.
Пас аз 14 рӯз дар муҳити 2216E чоҳҳои дорои ва бе P. aeruginosa мушоҳида карда шуданд.Пеш аз инкубатсия сатҳи намунаҳо ҳамвор ва бенуксон буд (расми 7а).Пас аз инкубатсия ва хориҷ кардани биофилм ва маҳсулоти зангзанӣ, чуқуртарин чоҳҳо дар рӯи намунаҳо бо истифода аз CLSM, тавре ки дар расми 7б ва в нишон дода шудааст, тафтиш карда шуданд.Дар сатхи назорати гайрибиологи ягон чукурии аёне ёфт нашуд (умки кофтуков 0,02 микрон).Ҳадди ниҳоии чуқурии чоҳ, ки аз ҷониби P. aeruginosa ба вуҷуд омадааст, дар 7 рӯз 0,52 микрон ва дар 14 рӯз 0,69 микрон буд, дар асоси умқи максималии чоҳ аз 3 намуна (барои ҳар як намуна 10 умқи максималии чоҳ интихоб карда шуд).Муваффақият ба 0,42 ± 0,12 мкм ва 0,52 ± 0,15 мкм (Ҷадвали 5).Ин арзишҳои чуқурии сӯрохҳо хурд, вале муҳиманд.
(а) пеш аз дучоршавӣ, (б) 14 рӯз дар муҳити абиотикӣ ва (в) 14 рӯз дар шўрбои Pseudomonas aeruginosa.
Дар расм.Ҷадвали 8 спектрҳои XPS-и сатҳҳои гуногуни намунаҳоро нишон медиҳад ва таркиби химиявии барои ҳар як сатҳ таҳлилшуда дар ҷадвали 6 ҷамъбаст шудааст. Дар ҷадвали 6 фоизи атомии Fe ва Cr дар ҳузури P. aeruginosa (намунаҳои А ва В) буданд нисбат ба назорати ғайрибиологӣ хеле пасттар аст.(намунаҳои C ва D).Барои намунаи P. aeruginosa, каҷи спектралӣ дар сатҳи ядрои Cr 2p ба чаҳор ҷузъи қуллаи дорои энергияи ҳатмӣ (BE) 574,4, 576,6, 578,3 ва 586,8 эВ, ки ба Cr, Cr2O3, CrO мансуб аст, насб карда шуд. .ва Cr(OH)3 мутаносибан (расми 9а ва б).Барои намунаҳои ғайрибиологӣ, спектри сатҳи асосии Cr 2p дорои ду қуллаи асосӣ барои Cr (573,80 эВ барои BE) ва Cr2O3 (575,90 эВ барои BE) дар расм.мутаносибан 9c ва d.Тафовути барҷастатарини байни намунаҳои абиотикӣ ва намунаҳои P. aeruginosa мавҷудияти Cr6+ ва таносуби нисбии баландтари Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) дар зери биофилм буд.
Спектрҳои васеи XPS-и сатҳи намунаи 2707 HDSS дар ду медиа мутаносибан 7 ва 14 рӯз мебошанд.
(а) 7 рӯз дучоршавӣ бо P. aeruginosa, (б) 14 рӯз бо P. aeruginosa, (в) 7 рӯз дар муҳити абиотикӣ ва (г) 14 рӯз дар муҳити абиотикӣ.
HDSS дар аксари муҳитҳо сатҳи баланди муқовимат ба зангзаниро нишон медиҳад.Ким ва дигарон 2 гузориш доданд, ки HDSS UNS S32707 ҳамчун DSS хеле хӯлашуда бо PREN аз 45 зиёдтар муайян карда шудааст. Арзиши PREN-и намунаи 2707 HDSS дар ин кор 49 буд. Ин аз сабаби миқдори зиёди хром ва миқдори зиёди молибден ва никель, ки дар мухити турш фоиданоканд.ва муҳитҳои дорои миқдори зиёди хлоридҳо.Илова бар ин, таркиби хуб мутавозин ва микроструктураи бенуксон барои устувории сохтор ва муқовимат ба зангзанӣ муфид аст.Аммо, сарфи назар аз муқовимати хуби химиявӣ, маълумотҳои таҷрибавӣ дар ин кор нишон медиҳанд, ки 2707 HDSS аз MIC-ҳои биофилми P. aeruginosa комилан эмин нест.
Натиҷаҳои электрохимиявӣ нишон доданд, ки суръати зангзании 2707 HDSS дар шўрбои P. aeruginosa пас аз 14 рӯз нисбат ба муҳити ғайрибиологӣ хеле зиёд шудааст.Дар расми 2а камшавии Eocp хам дар мухити абиотикй ва хам дар шўрбои P. aeruginosa дар давоми 24 соати аввал мушохида карда шуд.Баъд аз ин, биофилм сатњи намунаро пурра фаро мегирад ва Eocp нисбатан устувор мегардад36.Аммо, сатҳи биологии Eocp нисбат ба сатҳи ғайрибиологии Eocp хеле баланд буд.Барои он ки ин тафовут бо ташаккули биофилмҳои P. aeruginosa алоқаманд аст, асосҳо мавҷуданд.Дар расм.2d дар ҳузури P. aeruginosa, арзиши icorr 2707 HDSS ба 0,627 мкА см-2 расид, ки ин нисбат ба назорати абиотикӣ (0,063 мкА см-2), ки бо арзиши Rct ченшуда мувофиқат мекунад аз ҷониби EIS.Дар давоми чанд рӯзи аввал, қиматҳои импеданс дар шўрбои P. aeruginosa аз ҳисоби пайвастшавии ҳуҷайраҳои P. aeruginosa ва ташаккули биологӣ зиёд шуданд.Аммо, вақте ки биофилм сатҳи намунаро пурра фаро мегирад, импеданс кам мешавад.Ба қабати муҳофизатӣ асосан аз ҳисоби ташаккули биофилмҳо ва метаболитҳои биофилм ҳамла карда мешавад.Дар натиҷа, муқовимат ба зангзанӣ бо мурури замон коҳиш ёфт ва пайвастшавии P. aeruginosa боиси зангзании маҳаллӣ гардид.Тамоюлҳо дар муҳити абиотикӣ гуногун буданд.Муқовимат ба зангзании назорати ғайрибиологӣ аз арзиши мувофиқи намунаҳои дучори шўрбои P. aeruginosa хеле баланд буд.Илова бар ин, барои пайвастшавии абиотикӣ, арзиши Rct 2707 HDSS дар рӯзи 14 ба 489 кОм см2 расид, ки дар ҳузури P. aeruginosa аз арзиши Rct (32 кОм см2) 15 маротиба зиёд аст.Ҳамин тариқ, 2707 HDSS дар муҳити хушкида муқовимат ба зангзании аъло дорад, аммо ба MICs аз биофилмҳои P. aeruginosa тобовар нест.
Ин натиҷаҳоро инчунин аз каҷҳои поляризатсия дар расм мушоҳида кардан мумкин аст.2б.Шохабандии анодӣ бо ташаккули биофилми Pseudomonas aeruginosa ва реаксияҳои оксидшавии металл алоқаманд аст.Дар ин ҳолат реаксияи катодӣ камшавии оксиген мебошад.Мавҷудияти P. aeruginosa зичии ҷараёни зангзаниро ба таври назаррас афзоиш дод, ки нисбат ба назорати абиотикӣ тақрибан як дараҷа баландтар аст.Ин нишон медиҳад, ки биофилми P. aeruginosa зангзании маҳаллии 2707 HDSS-ро тақвият медиҳад.Юан ва дигарон 29 муайян карданд, ки зичии чараёни зангзании хӯлаи Cu-Ni 70/30 дар зери таъсири биофилми P. aeruginosa зиёд шудааст.Ин метавонад бо сабаби биокатализи коҳиши оксиген аз ҷониби биофилмҳои Pseudomonas aeruginosa бошад.Ин мушоҳида инчунин метавонад MIC 2707 HDSS-ро дар ин кор шарҳ диҳад.Дар зери биофилмҳои аэробӣ низ оксиген камтар буда метавонад.Аз ин рӯ, рад кардани дубора пассив кардани сатҳи металл бо оксиген метавонад омили мусоидат ба MIC дар ин кор бошад.
Дикинсон ва дигарон.38 пешниҳод кард, ки ба суръати реаксияҳои кимиёвӣ ва электрохимиявӣ метавонад бевосита ба фаъолияти метаболикии бактерияҳои сессилӣ дар сатҳи намуна ва табиати маҳсулоти зангзанӣ таъсир расонад.Тавре ки дар расми 5 ва ҷадвали 5 нишон дода шудааст, пас аз 14 рӯз шумораи ҳуҷайраҳо ва ғафсии биофилм кам шуд.Инро метавон ба таври оқилона бо он шарҳ дод, ки пас аз 14 рӯз, аксари ҳуҷайраҳои сессӣ дар сатҳи 2707 HDSS аз сабаби кам шудани маводи ғизоӣ дар муҳити 2216E ё аз матритсаи 2707 HDSS баровардани ионҳои заҳрноки металлӣ мурданд.Ин маҳдудияти таҷрибаҳои гурӯҳӣ аст.
Дар ин кор биофилми P. aeruginosa ба камшавии маҳаллии Cr ва Fe дар зери биофилм дар сатҳи 2707 HDSS мусоидат кардааст (расми 6).Ҷадвали 6 камшавии Fe ва Cr дар намунаи D нисбат ба намунаи C нишон медиҳад, ки нишон медиҳад, ки Fe ва Cr, ки дар натиҷаи биофилми P. aeruginosa ба вуҷуд омадааст, дар 7 рӯзи аввал боқӣ мондааст.Муҳити 2216E барои тақлид кардани муҳити баҳр истифода мешавад.Он дорои 17700 ppm Cl- аст, ки бо миқдори он дар оби табиии баҳр муқоиса карда мешавад.Мавҷудияти 17700 ppm Cl- сабаби асосии коҳиши Cr дар намунаҳои абиотикии 7 ва 14-рӯза, ки аз ҷониби XPS таҳлил шудааст, буд.Дар муқоиса бо намунаҳои P. aeruginosa, обшавии Cr дар намунаҳои абиотикӣ аз сабаби муқовимати қавии 2707 HDSS ба хлор дар шароити абиотикӣ хеле камтар буд.Дар расм.9 мавҷудияти Cr6+ дар филми пассиватсионӣ нишон медиҳад.Он метавонад дар хориҷ кардани хром аз сатҳи пӯлод тавассути биофилмҳои P. aeruginosa, тавре ки Чен ва Клейтон пешниҳод карданд, иштирок кунад.
Аз сабаби афзоиши бактерияҳо, арзишҳои рН-и муҳити зист пеш аз кишт ва баъд аз кишт мутаносибан 7,4 ва 8,2 буд.Ҳамин тариқ, дар зери биофилми P. aeruginosa зангзании кислотаи органикӣ ба ин кор аз сабаби нисбатан баланд будани рН дар муҳити умумӣ гумон аст.Дар давоми давраи санҷиши 14 рӯз сатҳи рН-и муҳити назорати ғайрибиологӣ ба таври назаррас тағйир наёфт (аз 7,4 аввал то 7,5 ниҳоӣ).Баландшавии рН дар муҳити эмкунӣ пас аз инкубатсия бо фаъолияти метаболикии P. aeruginosa алоқаманд буд ва маълум шуд, ки дар сурати набудани тасмаҳои санҷишӣ ба рН якхела таъсир мерасонад.
Тавре ки дар расми 7 нишон дода шудааст, умқи максималии чоҳе, ки аз биофилми P. aeruginosa ба вуҷуд омадааст, 0,69 микрон буд, ки нисбат ба муҳити абиотикӣ (0,02 микрон) хеле зиёд аст.Ин ба маълумоти электрохимиявии дар боло тавсифшуда мувофиқ аст.Чуқурии чоҳ 0,69 микрон аз арзиши 9,5 микрон барои 2205 DSS дар ҳамон шароитҳо бештар аз даҳ маротиба хурдтар аст.Ин маълумотҳо нишон медиҳанд, ки 2707 HDSS нисбат ба 2205 DSS ба MICҳо муқовимати беҳтар нишон медиҳад.Ин набояд тааҷҷубовар бошад, зеро 2707 HDSS дорои сатҳи баландтари Cr мебошад, ки пассиватсияи дарозтарро таъмин мекунад, пассиватсия кардани P. aeruginosa душвортар аст ва аз сабаби сохтори мувозинати фазавии он бидуни боришоти дуюмдараҷаи зараровар боиси чуқуриҳо мегардад.
Хулоса, чоҳҳои MIC дар сатҳи 2707 HDSS дар шўрбои P. aeruginosa дар муқоиса бо чоҳҳои ночиз дар муҳити абиотикӣ пайдо шуданд.Ин кор нишон медиҳад, ки 2707 HDSS нисбат ба 2205 DSS ба MIC муқовимати беҳтар дорад, аммо аз сабаби биофилми P. aeruginosa аз MIC комилан эмин нест.Ин натиҷаҳо дар интихоби пӯлоди зангногир ва давомнокии умр барои муҳити баҳрӣ кӯмак мекунанд.
Купон барои 2707 HDSS аз ҷониби Мактаби металлургии Донишгоҳи Шимолу Шарқӣ (NEU) дар Шенян, Чин пешниҳод шудааст.Таркиби элементҳои 2707 HDSS дар Ҷадвали 1 нишон дода шудааст, ки онро шӯъбаи таҳлил ва санҷиши маводҳои NEU таҳлил кардааст.Ҳама намунаҳо барои маҳлули сахт дар 1180 ° C барои 1 соат коркард карда шуданд.Пеш аз санҷиши зангзанӣ, як тангашакли 2707 HDSS бо майдони кушоди болоаш 1 см2 то 2000 грит бо сангрезаи карбиди кремний сайқал дода шуда, сипас бо хокаи 0,05 мкм Al2O3 сайқал дода шуд.Тарафҳо ва поён бо рангҳои инертӣ муҳофизат карда шудаанд.Пас аз хушк кардан, намунаҳо бо оби стерилизатсияи деионизатсияшуда шуста шуданд ва бо этанол 75% (ҳ/ҷ) барои 0,5 соат стерилизатсия карда шуданд.Сипас онҳо дар ҳаво дар зери нурҳои ултрабунафш (UV) барои 0,5 соат пеш аз истифода хушк карда шуданд.
Штамми Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 аз Маркази ҷамъоварии фарҳанги баҳрии Сиамен (MCCC), Чин харида шудааст.Pseudomonas aeruginosa дар шароити аэробӣ дар ҳарорати 37°С дар колбаҳои 250 мл ва ҳуҷайраҳои электрохимиявии шишагии 500 мл бо истифода аз муҳити моеъи Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Циндао, Чин) парвариш карда шуд.Миёна дорои (G / L): 19.45 NACL2, 5,28 MGLL2, 0,28 SR2O4, 0.08 SRCH2, 0.08 SRCH2, 0.08 SRCH2, 0.08 6n4, 0.08 экстракт хамиртуруш ва 0,1 цитрати оҳан.Автоклав дар ҳарорати 121°С барои 20 дақиқа пеш аз эмкунӣ.Ҳуҷайраҳои суст ва планктониро бо гемоцитометр дар зери микроскопи рӯшноӣ бо андозаи 400х ҳисоб кунед.Консентратсияи ибтидоии планктонии Pseudomonas aeruginosa фавран пас аз эмкунӣ тақрибан 106 ҳуҷайра / мл буд.
Санҷишҳои электрохимиявӣ дар як ҳуҷайраи шишагии классикии се электрод бо ҳаҷми миёна 500 мл гузаронида шуданд.Лавҳаи платина ва электроди тофта каломели (SAE) ба реактор тавассути капиллярҳои Луггин, ки бо пулҳои намак пур карда шудаанд, пайваст карда шуданд, ки мутаносибан ҳамчун электродҳои муқобил ва истинод хизмат мекарданд.Барои тайёр кардани электродхои корй ба хар як намуна сими резинии миси часпонда, бо катрони эпоксий пушонда, дар як тараф барои электроди корй кариб 1 см2 майдони мухофизатнашаванда мемонд.Ҳангоми ченкунии электрохимиявӣ, намунаҳо дар муҳити 2216E ҷойгир карда шуданд ва дар ҳарорати доимии инкубатсия (37 ° C) дар ванна об нигоҳ дошта шуданд.OCP, LPR, EIS ва маълумоти эҳтимолии поляризатсияи динамикӣ бо истифода аз потенсиостати Autolab (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., ИМА) чен карда шуданд.Санҷишҳои LPR бо суръати скан аз 0,125 мВ s-1 дар доираи -5 то 5 мВ бо Eocp ва суръати интихоби 1 Гц сабт карда шуданд.EIS бо мавҷи синус дар диапазони басомади аз 0,01 то 10,000 Гц бо истифода аз шиддати татбиқшудаи 5 мВ дар ҳолати устувори Eocp анҷом дода шуд.Пеш аз тозакунии потенсиалӣ, электродҳо то ба даст овардани арзиши устувори потенсиали зангзании озод дар ҳолати бекор буданд.Пас аз он хатҳои қутбшавӣ аз -0,2 то 1,5 В ҳамчун функсияи Eocp бо суръати скании 0,166 мВ/с чен карда шуданд.Ҳар як санҷиш 3 маротиба бо ва бе P. aeruginosa такрор карда шуд.
Намунаҳо барои таҳлили металлографӣ бо коғази тар 2000 грит SiC ба таври механикӣ сайқал дода шуда, сипас бо суспензияи хокаи 0,05 мкм Al2O3 барои мушоҳидаи оптикӣ сайқал дода шуданд.Таҳлили металлографӣ бо истифода аз микроскопи оптикӣ гузаронида шуд.Намунаҳо бо маҳлули 10% -и гидроксиди калий 43 канда шуданд.
Пас аз инкубатсия, намунаҳо 3 маротиба бо шӯри фосфати буферӣ (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) шуста шуданд ва сипас бо 2,5% (ҳ/в) глутаральдегид барои 10 соат барои мустаҳкам кардани биофилмҳо мустаҳкам карда шуданд.Пас аз он, пеш аз хушк кардани ҳаво бо этанол (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ва 100% аз рӯи ҳаҷм) хушк карда шуд.Ниҳоят, як филми тиллоӣ ба сатҳи намуна гузошта мешавад, то гузаронандагии мушоҳидаи SEM-ро таъмин кунад.Тасвирҳои SEM ба нуқтаҳои дорои ҳуҷайраҳои сусттарини P. aeruginosa дар рӯи ҳар як намуна равона карда шуданд.Барои дарёфти элементҳои химиявӣ таҳлили EDS гузаронед.Барои чен кардани чуқурии чоҳ микроскопи сканерии лазерии конфокалии Зейсс (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Олмон) истифода шуд.Барои мушоҳида кардани чоҳҳои зангзании зери биофилм, намунаи санҷишӣ аввал мувофиқи Стандарти миллии Чин (CNS) GB/T4334.4-2000 тоза карда шуд, то маҳсулоти зангзанӣ ва биофилмро аз сатҳи намунаи санҷишӣ тоза кунад.
Спектроскопияи рентгении фотоэлектрони (XPS, ESCALAB250 системаи таҳлили рӯизаминӣ, Thermo VG, ИМА) бо истифода аз манбаи рентгении монохроматӣ (хати алюминийи Kα бо энергияи 1500 эВ ва иқтидори 150 Вт) дар доираи васеи энергияи пайвастшавӣ 0 дар шароити стандартии -1350 эВ.Спектрҳои ҳалли баланд бо истифода аз энергияи интиқоли 50 эВ ва қадами 0,2 эВ сабт карда шуданд.
Намунаҳои инкубатор хориҷ карда шуданд ва мулоим бо PBS (рН 7,4 ± 0,2) барои 15 с45 шуста шуданд.Барои мушоҳида кардани қобилияти бактериявии биофилмҳо дар намунаҳо, биофилмҳо бо истифода аз маҷмӯаи зиндаии бактериявии LIVE/DEAD BacLight (Invitrogen, Eugene, OR, ИМА) ранг карда шуданд.Маҷмӯа дорои ду рангҳои флуоресцентӣ мебошад: SYTO-9 ранги флюоресцентии сабз ва пропидиум йодид (PI) ранги сурхи флуоресцентӣ.Дар CLSM, нуқтаҳои сабз ва сурхи флуоресцентӣ мутаносибан ҳуҷайраҳои зинда ва мурдаро намояндагӣ мекунанд.Барои ранг кардан, 1 мл омехтаи дорои 3 мкл SYTO-9 ва 3 мкл маҳлули PI 20 дақиқа дар ҳарорати хонагӣ (23 ° C) дар торикӣ инкубатсия карда шуд.Пас аз он, намунаҳои рангшуда дар ду дарозии мавҷ (488 нм барои ҳуҷайраҳои зинда ва 559 нм барои ҳуҷайраҳои мурда) бо истифода аз дастгоҳи Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Ҷопон) тафтиш карда шуданд.Ғафсии биофилм дар реҷаи сканеркунии 3D чен карда шуд.
Чӣ тавр ин мақоларо овардан мумкин аст: Li, H. et al.Коррозияи микробҳои аз пӯлоди зангногир аз 2707 супер дуплекс аз ҷониби биофилми баҳрии Pseudomonas aeruginosa.илм.6, 20190. дои: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Крекинги зангзании фишори LDX 2101 аз пӯлоди зангногир дуплекс дар маҳлулҳои хлорид дар ҳузури тиосулфат. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Крекинги зангзании фишори LDX 2101 аз пӯлоди зангногир дуплекс дар маҳлулҳои хлорид дар ҳузури тиосулфат. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание зери напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 дар растворах хлоридов дар истихроҷи тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Стресси зангзании крекинг аз пӯлоди зангногир дуплекси LDX 2101 дар маҳлулҳои хлорид дар ҳузури тиосульфат. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相不锈钢在硫代硫酸盐存在下氯化物在下氯化物在下氯化物在下氯化物在 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание дар зери напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 дар растворе хлорида дар таркиби тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Стресс крекинг зангзании аз пӯлоди зангногир дуплекс LDX 2101 дар маҳлули хлориди дар ҳузури thiosulfate.илми корос 80, 205–212 (2014).
Ким, С.Т., Джанг, SH, Ли, IS & Парк, YS Таъсири коркарди гармии маҳлул ва нитроген дар гази муҳофизаткунанда ба муқовимат ба зангзании кафшери гипер дуплексии аз пӯлоди зангногир. Ким, С.Т., Джанг, SH, Ли, IS & Парк, YS Таъсири коркарди гармии маҳлул ва нитроген дар гази муҳофизаткунанда ба муқовимат ба зангзании кафшери гипер дуплексии аз пӯлоди зангногир.Ким, СТ, Джанг, SH, Ли, IS ва Парк, YS Таъсири коркарди гармии маҳлули сахт ва нитроген дар гази муҳофизаткунанда ба муқовимат ба зангзании чуқурии кафшерҳои аз пӯлоди зангногир гипердуплекс. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Ким, СТ, Джанг, SH, Ли, IS & Park, YSКим, ST, Jang, SH, Ли, IS ва Парк, YS Таъсири коркарди гармии маҳлул ва нитроген дар гази муҳофизаткунанда ба муқовимат ба зангзании чуқурии кафшерҳои аз пӯлоди зангногир аз дуплекс.корос.илм.53, 1939–1947 (2011).
Ши, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Тадқиқоти муқоисавӣ дар химияи микробҳо ва электрохимиявӣ аз пӯлоди зангногир 316L. Ши, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Тадқиқоти муқоисавӣ дар химияи микробҳо ва электрохимиявӣ аз пӯлоди зангногир 316L.Ши, X., Avchi, R., Geyser, M. ва Lewandowski, Z. Тадқиқоти кимиёвии муқоисавии чуқурии микробиологӣ ва электрохимиявии аз пӯлоди зангногир 316L. 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砂砂砂 Ши, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, З.Ши, X., Avchi, R., Geyser, M. ва Lewandowski, Z. Тадқиқоти кимиёвии муқоисавии чуқуриҳои микробиологӣ ва электрохимиявӣ дар пӯлоди зангногир 316L.корос.илм.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Рафтори электрохимиявии 2205 аз пӯлоди зангногир дуплекс дар маҳлулҳои сілтӣ бо pH гуногун дар ҳузури хлориди. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Рафтори электрохимиявии 2205 аз пӯлоди зангногир дуплекс дар маҳлулҳои сілтӣ бо pH гуногун дар ҳузури хлориди.Luo H., Dong KF, Lee HG ва Xiao K. Рафтори электрохимиявии аз пӯлоди зангногир дуплекси 2205 дар маҳлулҳои сілтӣ бо pH гуногун дар ҳузури хлорид. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的甀匂匂 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Рафтори электрохимиявии аз пӯлоди зангногир дар ҳузури хлориди дар pH гуногун дар маҳлули сілтӣ.Luo H., Dong KF, Lee HG ва Xiao K. Рафтори электрохимиявии аз пӯлоди зангногир дуплекси 2205 дар маҳлулҳои сілтӣ бо pH гуногун дар ҳузури хлорид.Электрохимй.Маҷалла.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Таъсири биофилмҳои баҳрӣ ба зангзанӣ: Баррасии мухтасар. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Таъсири биофилмҳои баҳрӣ ба зангзанӣ: Баррасии мухтасар.Little, BJ, Lee, JS ва Ray, RI Таъсири биофилмҳои баҳрӣ ба зангзанӣ: Шарҳи мухтасар. 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 & Ray, RILittle, BJ, Lee, JS ва Ray, RI Таъсири биофилмҳои баҳрӣ ба зангзанӣ: Шарҳи мухтасар.Электрохимй.Маҷалла.54, 2-7 (2008).