Faleminderit që vizituat Nature.com.Versioni i shfletuesit që po përdorni ka mbështetje të kufizuar për CSS.Për përvojën më të mirë, ju rekomandojmë të përdorni një shfletues të përditësuar (ose çaktivizoni modalitetin e përputhshmërisë në Internet Explorer).Ndërkohë, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, ne do ta bëjmë faqen pa stile dhe JavaScript.
Korrozioni mikrobial (MIC) është një problem serioz në shumë industri, pasi mund të çojë në humbje të mëdha ekonomike.Çelik inox super dupleks 2707 (2707 HDSS) përdoret në mjedise detare për shkak të rezistencës së tij të shkëlqyer kimike.Megjithatë, rezistenca e tij ndaj MIC nuk është demonstruar eksperimentalisht.Ky studim ekzaminoi sjelljen e MIC 2707 HDSS të shkaktuar nga bakteri aerobik detar Pseudomonas aeruginosa.Analiza elektrokimike tregoi se në prani të biofilmit Pseudomonas aeruginosa në mjedisin 2216E, ndodh një ndryshim pozitiv në potencialin e korrozionit dhe një rritje në densitetin e rrymës së korrozionit.Analiza e spektroskopisë fotoelektronike me rreze X (XPS) tregoi një ulje të përmbajtjes së Cr në sipërfaqen e kampionit nën biofilm.Analiza vizuale e gropave tregoi se biofilmi P. aeruginosa prodhoi një thellësi maksimale të gropës prej 0.69 µm gjatë 14 ditëve të inkubacionit.Edhe pse kjo është e vogël, ajo tregon se 2707 HDSS nuk është plotësisht imun ndaj MIC të biofilmave P. aeruginosa.
Çeliqet inox dupleks (DSS) përdoren gjerësisht në industri të ndryshme për shkak të kombinimit të përsosur të vetive të shkëlqyera mekanike dhe rezistencës ndaj korrozionit1,2.Megjithatë, gropa e lokalizuar ende ndodh dhe ndikon në integritetin e këtij çeliku3,4.DSS nuk është rezistent ndaj korrozionit mikrobial (MIC)5,6.Pavarësisht gamës së gjerë të aplikimeve për DSS, ka ende mjedise ku rezistenca ndaj korrozionit e DSS nuk është e mjaftueshme për përdorim afatgjatë.Kjo do të thotë se kërkohen materiale më të shtrenjta me rezistencë më të lartë ndaj korrozionit.Jeon et al7 zbuluan se edhe çeliqet inox super dupleks (SDSS) kanë disa kufizime për sa i përket rezistencës ndaj korrozionit.Prandaj, në disa raste kërkohen çeliqe inox super dupleks (HDSS) me rezistencë më të lartë ndaj korrozionit.Kjo çoi në zhvillimin e HDSS shumë të lidhur.
Rezistenca ndaj korrozionit DSS varet nga raporti i fazave alfa dhe gama dhe i varfëruar në rajonet Cr, Mo dhe W 8, 9, 10 ngjitur me fazën e dytë.HDSS përmban një përmbajtje të lartë të Cr, Mo dhe N11, prandaj ka rezistencë të shkëlqyer ndaj korrozionit dhe një vlerë të lartë (45-50) të numrit ekuivalent të rezistencës ndaj gropave (PREN) të përcaktuar nga wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0,5 wt .%W) + 16% wt.N12.Rezistenca e tij e shkëlqyer ndaj korrozionit varet nga një përbërje e ekuilibruar që përmban afërsisht 50% faza ferritike (α) dhe 50% austenitike (γ).HDSS ka veti më të mira mekanike dhe rezistencë më të lartë ndaj korrozionit të klorurit.Rezistenca e përmirësuar ndaj korrozionit zgjeron përdorimin e HDSS në mjedise më agresive të klorurit siç janë mjediset detare.
MIC-të janë një problem i madh në shumë industri si industria e naftës dhe gazit dhe e ujit14.MIC përbën 20% të të gjitha dëmeve nga korrozioni15.MIC është një korrozion bioelektrokimik që mund të vërehet në shumë mjedise.Biofilmat që formohen në sipërfaqet metalike ndryshojnë kushtet elektrokimike, duke ndikuar kështu në procesin e korrozionit.Besohet gjerësisht se korrozioni MIC shkaktohet nga biofilmat.Mikroorganizmat elektrogjenë hanë metalet për të marrë energjinë që u nevojitet për të mbijetuar17.Studimet e fundit MIC kanë treguar se EET (transferimi i elektroneve jashtëqelizore) është faktori kufizues i shpejtësisë në MIC i shkaktuar nga mikroorganizmat elektrogjenë.Zhang et al.18 tregoi se ndërmjetësit e elektroneve përshpejtojnë transferimin e elektroneve midis qelizave Desulfovibrio sessificans dhe çelikut inox 304, duke rezultuar në sulm më të rëndë MIC.Anning et al.19 dhe Wenzlaff et al.20 kanë treguar se biofilmat e baktereve gërryese që reduktojnë sulfate (SRB) mund të thithin drejtpërdrejt elektronet nga nënshtresat metalike, duke rezultuar në gropa të rënda.
DSS dihet se është i ndjeshëm ndaj MIC në media që përmbajnë SRB, baktere reduktuese të hekurit (IRBs), etj. 21 .Këto baktere shkaktojnë gropa të lokalizuara në sipërfaqen e DSS nën biofilma22,23.Ndryshe nga DSS, HDSS24 MIC nuk është i njohur mirë.
Pseudomonas aeruginosa është një bakter gram-negativ, i lëvizshëm, në formë shufre, i përhapur gjerësisht në natyrë25.Pseudomonas aeruginosa është gjithashtu një grup mikrobik kryesor në mjedisin detar, duke shkaktuar përqendrime të larta MIC.Pseudomonas është i përfshirë në mënyrë aktive në procesin e korrozionit dhe njihet si një kolonizues pionier gjatë formimit të biofilmit.Mahat etj.28 dhe Yuan et al.29 tregoi se Pseudomonas aeruginosa tenton të rrisë shkallën e korrozionit të çelikut të butë dhe lidhjeve në mjediset ujore.
Objektivi kryesor i kësaj pune ishte të hetonte vetitë e MIC 2707 HDSS të shkaktuara nga bakteri aerobik detar Pseudomonas aeruginosa duke përdorur metoda elektrokimike, metoda të analizës së sipërfaqes dhe analiza të produkteve të korrozionit.Studimet elektrokimike, duke përfshirë potencialin e qarkut të hapur (OCP), rezistencën lineare të polarizimit (LPR), spektroskopinë e impedancës elektrokimike (EIS) dhe polarizimin dinamik të mundshëm, u kryen për të studiuar sjelljen e MIC 2707 HDSS.Analiza spektrometrike e shpërndarjes së energjisë (EDS) u krye për të zbuluar elementët kimikë në një sipërfaqe të gërryer.Përveç kësaj, spektroskopia fotoelektronike me rreze X (XPS) u përdor për të përcaktuar stabilitetin e pasivimit të filmit oksid nën ndikimin e një mjedisi detar që përmban Pseudomonas aeruginosa.Thellësia e gropave u mat nën një mikroskop skanues lazer konfokal (CLSM).
Tabela 1 tregon përbërjen kimike të 2707 HDSS.Tabela 2 tregon se 2707 HDSS ka veti të shkëlqyera mekanike me një forcë rendimenti prej 650 MPa.Në fig.1 tregon mikrostrukturën optike të tretësirës së trajtuar me nxehtësi 2707 HDSS.Në mikrostrukturën që përmban rreth 50% faza austenite dhe 50% ferrite, shiritat e zgjatur të fazave të austenitit dhe ferritit pa faza dytësore janë të dukshme.
Në fig.2a tregon potencialin e qarkut të hapur (Eocp) kundrejt kohës së ekspozimit për 2707 HDSS në mjedisin abiotik 2216E dhe lëngun P. aeruginosa për 14 ditë në 37°C.Ai tregon se ndryshimi më i madh dhe më domethënës në Eocp ndodh brenda 24 orëve të para.Vlerat Eocp në të dyja rastet arritën kulmin në -145 mV (krahasuar me SCE) rreth 16 orë dhe më pas ranë ndjeshëm, duke arritur -477 mV (krahasuar me SCE) dhe -236 mV (krahasuar me SCE) për kampionin abiotik.dhe kuponët P Pseudomonas aeruginosa, përkatësisht).Pas 24 orësh, vlera Eocp 2707 HDSS për P. aeruginosa ishte relativisht e qëndrueshme në -228 mV (krahasuar me SCE), ndërsa vlera përkatëse për mostrat jo biologjike ishte afërsisht -442 mV (krahasuar me SCE).Eocp në prani të P. aeruginosa ishte mjaft i ulët.
Studimi elektrokimik i 2707 mostrave HDSS në mjedis abiotik dhe lëng mishi Pseudomonas aeruginosa në 37 °C:
(a) Eocp si funksion i kohës së ekspozimit, (b) lakoret e polarizimit në ditën 14, (c) Rp si funksion i kohës së ekspozimit dhe (d) icorr si funksion i kohës së ekspozimit.
Tabela 3 tregon parametrat e korrozionit elektrokimik të 2707 mostrave HDSS të ekspozuara ndaj mediave të inokuluara abiotike dhe Pseudomonas aeruginosa gjatë një periudhe prej 14 ditësh.Tangjentet e kurbave të anodës dhe katodës u ekstrapoluan për të marrë kryqëzime që japin densitetin e rrymës së korrozionit (icorr), potencialin e korrozionit (Ecorr) dhe pjerrësinë Tafel (βα dhe βc) sipas metodave standarde30,31.
Siç tregohet në fig.2b, një zhvendosje lart në kurbën P. aeruginosa rezultoi në një rritje të Ecorr në krahasim me kurbën abiotike.Vlera e icorr, e cila është proporcionale me shkallën e korrozionit, u rrit në 0,328 µA cm-2 në kampionin Pseudomonas aeruginosa, që është katër herë më e madhe se në kampionin jobiologjik (0,087 µA cm-2).
LPR është një metodë klasike elektrokimike jo-shkatërruese për analizën e shpejtë të korrozionit.Është përdorur gjithashtu për të studiuar MIC32.Në fig.2c tregon rezistencën e polarizimit (Rp) në funksion të kohës së ekspozimit.Një vlerë më e lartë Rp do të thotë më pak korrozion.Brenda 24 orëve të para, Rp 2707 HDSS arriti kulmin në 1955 kΩ cm2 për ekzemplarët abiotikë dhe 1429 kΩ cm2 për ekzemplarët Pseudomonas aeruginosa.Figura 2c tregon gjithashtu se vlera e Rp u ul me shpejtësi pas një dite dhe më pas mbeti relativisht e pandryshuar gjatë 13 ditëve të ardhshme.Vlera Rp e një kampioni Pseudomonas aeruginosa është rreth 40 kΩ cm2, që është shumë më e ulët se vlera 450 kΩ cm2 e një kampioni jobiologjik.
Vlera e icorr është proporcionale me shkallën uniforme të korrozionit.Vlera e tij mund të llogaritet nga ekuacioni i mëposhtëm Stern-Giri:
Sipas Zoe et al.33, vlera tipike e pjerrësisë së Tafelit B në këtë punim është marrë 26 mV/dec.Figura 2d tregon se icorr i kampionit jobiologjik 2707 mbeti relativisht i qëndrueshëm, ndërsa kampioni i P. aeruginosa u luhat shumë pas 24 orëve të para.Vlerat ikorr të mostrave të P. aeruginosa ishin një rend i madhësisë më të lartë se ato të kontrolleve jobiologjike.Ky trend është në përputhje me rezultatet e rezistencës së polarizimit.
EIS është një metodë tjetër jo-shkatërruese e përdorur për të karakterizuar reaksionet elektrokimike në sipërfaqet e gërryera.Spektrat e impedancës dhe vlerat e llogaritura të kapacitetit të mostrave të ekspozuara ndaj mjedisit abiotik dhe solucionit Pseudomonas aeruginosa, rezistenca pasive e filmit/biofilmit Rb e formuar në sipërfaqen e kampionit, rezistenca e transferimit të ngarkesës Rct, kapaciteti elektrik i dyfishtë i shtresës Cdl (EDL) dhe parametrat konstante të elementit të fazës QCPE (CPE).Këta parametra u analizuan më tej duke përshtatur të dhënat duke përdorur një model qarku ekuivalent (EEC).
Në fig.3 tregon grafikët tipike Nyquist (a dhe b) dhe grafikët Bode (a' dhe b') për 2707 mostra HDSS në media abiotike dhe lëngun P. aeruginosa për kohë të ndryshme inkubimi.Diametri i unazës së Nyquist zvogëlohet në prani të Pseudomonas aeruginosa.Grafiku Bode (Fig. 3b') tregon rritjen e rezistencës totale.Informacioni rreth konstantës së kohës së relaksimit mund të merret nga maksimumi i fazës.Në fig.4 tregon strukturat fizike të bazuara në një shtresë të vetme (a) dhe një shtresë të dyfishtë (b) dhe EEC-të përkatëse.CPE është futur në modelin EEC.Pranimi dhe impedanca e tij shprehen si më poshtë:
Dy modele fizike dhe qarqe përkatëse ekuivalente për përshtatjen e spektrit të rezistencës së mostrës 2707 HDSS:
ku Y0 është vlera KPI, j është numri imagjinar ose (-1)1/2, ω është frekuenca këndore, n është indeksi i fuqisë KPI më i vogël se një35.Përmbysja e rezistencës së transferimit të ngarkesës (dmth 1/Rct) korrespondon me shkallën e korrozionit.Sa më i vogël Rct, aq më i lartë është shkalla e korrozionit27.Pas 14 ditësh inkubimi, Rct e mostrave të Pseudomonas aeruginosa arriti 32 kΩ cm2, që është shumë më pak se 489 kΩ cm2 e mostrave jo biologjike (Tabela 4).
Imazhet CLSM dhe imazhet SEM në Figurën 5 tregojnë qartë se veshja e biofilmit në sipërfaqen e mostrës HDSS 2707 pas 7 ditësh është e dendur.Megjithatë, pas 14 ditësh, mbulimi i biofilmit ishte i dobët dhe u shfaqën disa qeliza të vdekura.Tabela 5 tregon trashësinë e biofilmit në 2707 mostra HDSS pas ekspozimit ndaj P. aeruginosa për 7 dhe 14 ditë.Trashësia maksimale e biofilmit ndryshoi nga 23,4 μm pas 7 ditësh në 18,9 μm pas 14 ditësh.Trashësia mesatare e biofilmit gjithashtu konfirmoi këtë prirje.Ai u ul nga 22,2 ± 0,7 μm pas 7 ditësh në 17,8 ± 1,0 μm pas 14 ditësh.
(a) Imazhi 3-D CLSM në 7 ditë, (b) Imazhi 3-D CLSM në 14 ditë, (c) Imazhi SEM në 7 ditë dhe (d) Imazhi SEM në 14 ditë.
EMF zbuloi elemente kimike në biofilma dhe produkte korrozioni në mostrat e ekspozuara ndaj P. aeruginosa për 14 ditë.Në fig.Figura 6 tregon se përmbajtja e C, N, O dhe P në biofilmat dhe produktet e korrozionit është dukshëm më e lartë se në metalet e pastra, pasi këta elementë janë të lidhur me biofilmat dhe metabolitët e tyre.Mikrobet kanë nevojë vetëm për sasi të vogla të kromit dhe hekurit.Nivelet e larta të Cr dhe Fe në biofilm dhe produktet e korrozionit në sipërfaqen e mostrave tregojnë se matrica metalike ka humbur elementë për shkak të korrozionit.
Pas 14 ditësh, gropa me dhe pa P. aeruginosa janë vërejtur në mjedisin 2216E.Para inkubacionit, sipërfaqja e mostrave ishte e lëmuar dhe pa defekte (Fig. 7a).Pas inkubimit dhe heqjes së biofilmit dhe produkteve të korrozionit, gropat më të thella në sipërfaqen e mostrave u ekzaminuan duke përdorur CLSM, siç tregohet në Fig. 7b dhe c.Nuk u gjet asnjë gropë e dukshme në sipërfaqen e kontrolleve jo-biologjike (thellësia maksimale e gropës 0,02 µm).Thellësia maksimale e gropës e shkaktuar nga P. aeruginosa ishte 0,52 μm në 7 ditë dhe 0,69 μm në 14 ditë, bazuar në thellësinë mesatare maksimale të gropës nga 3 mostra (10 thellësi maksimale të gropës u zgjodhën për çdo mostër).Arritja e 0,42 ± 0,12 µm dhe 0,52 ± 0,15 µm, përkatësisht (Tabela 5).Këto vlera të thellësisë së vrimave janë të vogla, por të rëndësishme.
(a) përpara ekspozimit, (b) 14 ditë në një mjedis abiotik, dhe (c) 14 ditë në lëngun Pseudomonas aeruginosa.
Në fig.Tabela 8 tregon spektrat XPS të sipërfaqeve të ndryshme të mostrës dhe përbërja kimike e analizuar për secilën sipërfaqe është përmbledhur në tabelën 6. Në tabelën 6, përqindjet atomike të Fe dhe Cr në prani të P. aeruginosa (mostrat A dhe B) ishin shumë më të ulëta se ato të kontrolleve jobiologjike.(mostrat C dhe D).Për një kampion P. aeruginosa, kurba spektrale në nivelin e bërthamës Cr 2p iu përshtat katër komponentëve të pikut me energji lidhëse (BE) prej 574.4, 576.6, 578.3 dhe 586.8 eV, të cilat mund t'i atribuohen Cr, Cr2O3, Cr .dhe Cr(OH)3, përkatësisht (Fig. 9a dhe b).Për mostrat jobiologjike, spektri i nivelit kryesor Cr 2p përmban dy maja kryesore për Cr (573.80 eV për BE) dhe Cr2O3 (575.90 eV për BE) në Fig.9c dhe d, respektivisht.Dallimi më i mrekullueshëm midis mostrave abiotike dhe mostrave të P. aeruginosa ishte prania e Cr6+ dhe një përqindje më e lartë relative e Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) nën biofilm.
Spektri i gjerë XPS i sipërfaqes së mostrës 2707 HDSS në dy media janë përkatësisht 7 dhe 14 ditë.
(a) 7 ditë ekspozim ndaj P. aeruginosa, (b) 14 ditë ekspozim ndaj P. aeruginosa, (c) 7 ditë në një mjedis abiotik dhe (d) 14 ditë në një mjedis abiotik.
HDSS shfaq një nivel të lartë të rezistencës ndaj korrozionit në shumicën e mjediseve.Kim et al.2 raportoi se HDSS UNS S32707 u identifikua si një DSS shumë aliazh me një PREN më të madh se 45. Vlera PREN e mostrës 2707 HDSS në këtë punë ishte 49. Kjo është për shkak të përmbajtjes së lartë të kromit dhe përmbajtjes së lartë të molibden dhe nikel, të cilat janë të dobishme në mjedise acidike.dhe mjedise me përmbajtje të lartë kloride.Përveç kësaj, një përbërje e balancuar mirë dhe mikrostruktura pa defekte janë të dobishme për stabilitetin strukturor dhe rezistencën ndaj korrozionit.Megjithatë, pavarësisht rezistencës së tij të shkëlqyer kimike, të dhënat eksperimentale në këtë punë sugjerojnë se 2707 HDSS nuk është plotësisht imun ndaj MIC-ve të biofilmit P. aeruginosa.
Rezultatet elektrokimike treguan se shkalla e korrozionit të 2707 HDSS në lëngun P. aeruginosa u rrit ndjeshëm pas 14 ditësh në krahasim me mjedisin jobiologjik.Në figurën 2a, u vu re një ulje e Eocp si në mjedisin abiotik ashtu edhe në lëngun e P. aeruginosa gjatë 24 orëve të para.Pas kësaj, biofilmi mbulon plotësisht sipërfaqen e kampionit dhe Eocp bëhet relativisht i qëndrueshëm36.Megjithatë, niveli biologjik Eocp ishte shumë më i lartë se niveli jobiologjik Eocp.Ka arsye për të besuar se ky ndryshim lidhet me formimin e biofilmave P. aeruginosa.Në fig.2d në prani të P. aeruginosa, vlera icorr 2707 HDSS arriti 0.627 μA cm-2, që është një renditje madhësie më e lartë se ajo e kontrollit abiotik (0.063 μA cm-2), e cila ishte në përputhje me vlerën Rct të matur nga EIS.Gjatë ditëve të para, vlerat e impedancës në lëngun P. aeruginosa u rritën për shkak të ngjitjes së qelizave të P. aeruginosa dhe formimit të biofilmave.Megjithatë, kur biofilmi mbulon plotësisht sipërfaqen e mostrës, impedanca zvogëlohet.Shtresa mbrojtëse sulmohet kryesisht për shkak të formimit të biofilmave dhe metabolitëve të biofilmit.Për rrjedhojë, rezistenca ndaj korrozionit u ul me kalimin e kohës dhe ngjitja e P. aeruginosa shkaktoi korrozion të lokalizuar.Tendencat në mjediset abiotike ishin të ndryshme.Rezistenca ndaj korrozionit e kontrollit jobiologjik ishte shumë më e lartë se vlera përkatëse e mostrave të ekspozuara ndaj lëngut P. aeruginosa.Për më tepër, për aksesimet abiotike, vlera Rct 2707 HDSS arriti në 489 kΩ cm2 në ditën e 14, që është 15 herë më e lartë se vlera Rct (32 kΩ cm2) në prani të P. aeruginosa.Kështu, 2707 HDSS ka rezistencë të shkëlqyer ndaj korrozionit në një mjedis steril, por nuk është rezistent ndaj MIC-ve nga biofilmat P. aeruginosa.
Këto rezultate mund të vërehen edhe nga kurbat e polarizimit në Fig.2b.Degëzimi anodik është shoqëruar me formimin e biofilmit të Pseudomonas aeruginosa dhe reaksionet e oksidimit të metaleve.Në këtë rast, reaksioni katodik është reduktimi i oksigjenit.Prania e P. aeruginosa rriti ndjeshëm densitetin e rrymës së korrozionit, rreth një renditje me madhësi më të lartë se në kontrollin abiotik.Kjo tregon se biofilmi P. aeruginosa rrit korrozionin e lokalizuar të 2707 HDSS.Yuan et al.29 zbuluan se densiteti i rrymës së korrozionit të lidhjes Cu-Ni 70/30 u rrit nën veprimin e biofilmit P. aeruginosa.Kjo mund të jetë për shkak të biokatalizimit të reduktimit të oksigjenit nga biofilmat Pseudomonas aeruginosa.Ky vëzhgim mund të shpjegojë gjithashtu MIC 2707 HDSS në këtë punë.Mund të ketë gjithashtu më pak oksigjen nën biofilmat aerobikë.Prandaj, refuzimi për të ri-pasivuar sipërfaqen metalike me oksigjen mund të jetë një faktor që kontribuon në MIC në këtë punë.
Dickinson et al.38 sugjeroi se shkalla e reaksioneve kimike dhe elektrokimike mund të ndikohet drejtpërdrejt nga aktiviteti metabolik i baktereve sessile në sipërfaqen e mostrës dhe natyra e produkteve të korrozionit.Siç tregohet në figurën 5 dhe tabelën 5, numri i qelizave dhe trashësia e biofilmit u ul pas 14 ditësh.Kjo mund të shpjegohet në mënyrë të arsyeshme me faktin se pas 14 ditësh, shumica e qelizave të palëvizshme në sipërfaqen e 2707 HDSS vdiqën për shkak të varfërimit të lëndëve ushqyese në mjedisin 2216E ose lëshimit të joneve metalike toksike nga matrica 2707 HDSS.Ky është një kufizim i eksperimenteve në grup.
Në këtë punë, një biofilm P. aeruginosa kontribuoi në shterimin lokal të Cr dhe Fe nën biofilm në sipërfaqen e 2707 HDSS (Fig. 6).Tabela 6 tregon reduktimin e Fe dhe Cr në kampionin D në krahasim me kampionin C, duke treguar se Fe dhe Cr i tretur i shkaktuar nga biofilmi P. aeruginosa vazhdoi për 7 ditët e para.Mjedisi 2216E përdoret për të simuluar mjedisin detar.Ai përmban 17700 ppm Cl-, që është e krahasueshme me përmbajtjen e tij në ujin natyral të detit.Prania e 17700 ppm Cl- ishte arsyeja kryesore për uljen e Cr në mostrat abiotike 7- dhe 14-ditore të analizuara nga XPS.Krahasuar me mostrat e P. aeruginosa, shpërbërja e Cr në mostrat abiotike ishte shumë më pak për shkak të rezistencës së fortë të 2707 HDSS ndaj klorit në kushte abiotike.Në fig.9 tregon praninë e Cr6+ në filmin pasivizues.Mund të përfshihet në heqjen e kromit nga sipërfaqet e çelikut nga biofilmat P. aeruginosa, siç sugjerohet nga Chen dhe Clayton.
Për shkak të rritjes së baktereve, vlerat e pH të mjedisit para dhe pas kultivimit ishin përkatësisht 7.4 dhe 8.2.Kështu, nën biofilmin P. aeruginosa, korrozioni i acidit organik nuk ka gjasa të kontribuojë në këtë punë për shkak të pH-së relativisht të lartë në mediumin më të madh.PH i mjedisit të kontrollit jo-biologjik nuk ndryshoi ndjeshëm (nga 7.4 fillestar në 7.5 përfundimtar) gjatë periudhës 14 ditore të testit.Rritja e pH në mjedisin e inokulimit pas inkubimit u shoqërua me aktivitetin metabolik të P. aeruginosa dhe u zbulua se kishte të njëjtin efekt në pH në mungesë të shiritave testues.
Siç tregohet në figurën 7, thellësia maksimale e gropës e shkaktuar nga biofilmi P. aeruginosa ishte 0,69 µm, që është shumë më e madhe se ajo e mjedisit abiotik (0,02 µm).Kjo është në përputhje me të dhënat elektrokimike të përshkruara më sipër.Thellësia e gropës prej 0,69 µm është më shumë se dhjetë herë më e vogël se vlera 9,5 µm e raportuar për 2205 DSS në të njëjtat kushte.Këto të dhëna tregojnë se 2707 HDSS shfaq rezistencë më të mirë ndaj MIC-ve sesa 2205 DSS.Kjo nuk duhet të jetë befasuese pasi 2707 HDSS ka nivele më të larta të Cr të cilat sigurojnë pasivim më të gjatë, më të vështirë për të depasivuar P. aeruginosa dhe për shkak të strukturës së saj të ekuilibruar fazore pa reshje dytësore të dëmshme shkakton gropa.
Si përfundim, gropa MIC u gjetën në sipërfaqen e 2707 HDSS në lëngun P. aeruginosa krahasuar me gropa të parëndësishme në mjedisin abiotik.Kjo punë tregon se 2707 HDSS ka rezistencë më të mirë ndaj MIC se 2205 DSS, por nuk është plotësisht imun ndaj MIC për shkak të biofilmit P. aeruginosa.Këto rezultate ndihmojnë në zgjedhjen e çeliqeve inox të përshtatshme dhe jetëgjatësinë për mjedisin detar.
Kupon për 2707 HDSS i ofruar nga Shkolla e Metalurgjisë e Universitetit Verilindor (NEU) në Shenyang, Kinë.Përbërja elementare e 2707 HDSS është paraqitur në Tabelën 1, e cila është analizuar nga Departamenti i Analizës dhe Testimit të Materialeve NEU.Të gjitha mostrat u trajtuan për zgjidhje të ngurtë në 1180°C për 1 orë.Përpara testimit të korrozionit, një HDSS 2707 në formë monedhe me një sipërfaqe të hapur të sipërme prej 1 cm2 u lëmua në 2000 grit me letër zmerile karabit silikoni dhe më pas u lëmua me një pluhur pluhur Al2O3 0,05 µm.Anët dhe fundi mbrohen me bojë inerte.Pas tharjes, mostrat u lanë me ujë steril të deionizuar dhe u sterilizuan me 75% (v/v) etanol për 0.5 orë.Më pas ato u thanë në ajër nën dritën ultravjollcë (UV) për 0,5 orë përpara përdorimit.
Shtapi Detar Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 u ble nga Qendra e Koleksionit të Kulturës Detare Xiamen (MCCC), Kinë.Pseudomonas aeruginosa u rrit në kushte aerobike në 37° C. në balona 250 ml dhe qeliza elektrokimike qelqi 500 ml duke përdorur medium të lëngshëm Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Kinë).Mediumi përmban (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, 0,02,300Br. 0016 6NH26NH3, 3,0016 NH3 5,0 pepton, 1,0 ekstrakt majaje dhe 0,1 citrat hekuri.Autoklavoni në 121°C për 20 minuta përpara inokulimit.Numëroni qelizat sessile dhe planktonike me një hemocitometër nën një mikroskop drite me zmadhim 400x.Përqendrimi fillestar i Pseudomonas aeruginosa planktonike menjëherë pas inokulimit ishte afërsisht 106 qeliza/ml.
Testet elektrokimike u kryen në një qelizë xhami klasike me tre elektroda me një vëllim mesatar prej 500 ml.Fleta e platinit dhe elektroda e kalomelës së ngopur (SAE) u lidhën me reaktorin përmes kapilarëve Luggin të mbushur me ura kripe, të cilat shërbenin përkatësisht si elektroda kundër dhe referencë.Për prodhimin e elektrodave të punës, tela bakri i gomuar u ngjit në secilën mostër dhe u mbulua me rrëshirë epokside, duke lënë rreth 1 cm2 sipërfaqe të pambrojtur për elektrodën e punës në njërën anë.Gjatë matjeve elektrokimike, mostrat u vendosën në mjedisin 2216E dhe u mbajtën në një temperaturë konstante inkubimi (37°C) në një banjë uji.OCP, LPR, EIS dhe të dhënat potenciale të polarizimit dinamik u matën duke përdorur një potentiostat Autolab (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).Testet LPR u regjistruan me një shpejtësi skanimi prej 0,125 mV s-1 në rangun nga -5 deri në 5 mV me Eocp dhe një shkallë marrje mostre prej 1 Hz.EIS u krye me një valë sinusi mbi një interval frekuence prej 0,01 deri në 10,000 Hz duke përdorur një tension të aplikuar prej 5 mV në gjendjen e qëndrueshme Eocp.Përpara fshirjes së mundshme, elektrodat ishin në gjendje të papunë derisa të arrihet një vlerë e qëndrueshme e potencialit të lirë të korrozionit.Kurbat e polarizimit u matën më pas nga -0.2 në 1.5 V si funksion i Eocp me një shpejtësi skanimi prej 0.166 mV/s.Çdo test u përsërit 3 herë me dhe pa P. aeruginosa.
Mostrat për analizë metalografike u lëmuan mekanikisht me letër të lagur SiC 2000 grit dhe më pas u lëmuan më tej me një pezullim pluhuri 0.05 µm Al2O3 për vëzhgim optik.Analiza metalografike është kryer duke përdorur një mikroskop optik.Mostrat u gdhendën me një zgjidhje 10 wt% të hidroksidit të kaliumit 43.
Pas inkubimit, mostrat u lanë 3 herë me solucion fiziologjik të puferuar me fosfat (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) dhe më pas u fiksuan me glutaraldehid 2,5% (v/v) për 10 orë për të fiksuar biofilmat.Më pas u dehidratua me etanol të grumbulluar (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% dhe 100% në vëllim) përpara tharjes me ajër.Më në fund, një film ari depozitohet në sipërfaqen e kampionit për të siguruar përçueshmëri për vëzhgimin e SEM.Imazhet SEM u fokusuan në njolla me qelizat më të sesile P. aeruginosa në sipërfaqen e çdo kampioni.Kryeni një analizë EDS për të gjetur elementë kimikë.Për të matur thellësinë e gropës u përdor një mikroskop skanues me lazer konfokal Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Gjermani).Për të vëzhguar gropat e korrozionit nën biofilm, kampioni i provës fillimisht u pastrua sipas Standardit Kombëtar Kinez (CNS) GB/T4334.4-2000 për të hequr produktet e korrozionit dhe biofilmin nga sipërfaqja e kampionit të provës.
Analiza e spektroskopisë fotoelektronike me rreze X (XPS, ESCALAB250 sistem analizash sipërfaqësore, Thermo VG, SHBA) u krye duke përdorur një burim me rreze X monokromatik (linja Alumini Kα me energji 1500 eV dhe fuqi 150 W) në një gamë të gjerë energjitë lidhëse 0 në kushte standarde prej –1350 eV.Spektrat me rezolucion të lartë u regjistruan duke përdorur një energji transmetimi prej 50 eV dhe një hap prej 0.2 eV.
Mostrat e inkubuara u hoqën dhe u lanë butësisht me PBS (pH 7.4 ± 0.2) për 15 s45.Për të vëzhguar qëndrueshmërinë bakteriale të biofilmave në mostra, biofilmat u ngjyrosën duke përdorur paketën e qëndrueshmërisë bakteriale LIVE/DEAD BacLight (Invitrogen, Eugene, OR, USA).Kompleti përmban dy ngjyra fluoreshente: bojë fluoreshente jeshile SYTO-9 dhe bojë fluoreshente e kuqe propidium jodur (PI).Në CLSM, pikat fluoreshente jeshile dhe të kuqe përfaqësojnë përkatësisht qelizat e gjalla dhe të vdekura.Për ngjyrosje, 1 ml e një përzierjeje që përmban 3 μl SYTO-9 dhe 3 μl tretësirë ​​PI u inkubua për 20 minuta në temperaturën e dhomës (23°C) në errësirë.Më pas, mostrat e ngjyrosura u ekzaminuan në dy gjatësi vale (488 nm për qelizat e gjalla dhe 559 nm për qelizat e vdekura) duke përdorur një aparat Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japoni).Trashësia e biofilmit u mat në modalitetin e skanimit 3D.
Si të citojmë këtë artikull: Li, H. et al.Korrozioni mikrobial i çelikut inox 2707 super dupleks nga biofilmi detar Pseudomonas aeruginosa.shkenca.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Plasaritja e korrozionit të stresit të çelikut inox LDX 2101 në tretësirat e klorurit në prani të tiosulfatit. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Plasaritja e korrozionit të stresit të çelikut inox LDX 2101 në tretësirat e klorurit në prani të tiosulfatit. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Plasaritja nga korrozioni i stresit i çelikut inox dupleks LDX 2101 në tretësirat e klorurit në prani të tiosulfatit. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 . Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Plasaritja nga korrozioni i stresit i çelikut inox dupleks LDX 2101 në tretësirën e klorurit në prani të tiosulfatit.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efektet e trajtimit termik të solucionit dhe azotit në gazin mbrojtës në rezistencën ndaj korrozionit me gropë të saldimeve të çelikut të pandryshkshëm hiper dupleks. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efektet e trajtimit termik të solucionit dhe azotit në gazin mbrojtës në rezistencën ndaj korrozionit me gropë të saldimeve të çelikut të pandryshkshëm hiper dupleks.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS dhe Park, YS Efekti i trajtimit termik me tretësirë ​​të ngurtë dhe azotit në gazin mbrojtës në rezistencën ndaj korrozionit të gropave të saldimeve hiperduplex çeliku inoks. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS 固溶热处理和保护气体中的氮气对超双相不锈钢焊缝抗 Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS dhe Park, YS Efekti i trajtimit termik të solucionit dhe nitrogjenit në gazin mbrojtës në rezistencën ndaj korrozionit të gropave të saldimeve të çelikut inoks super të dyfishtë.koros.shkenca.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Studim krahasues në kiminë e gropave të induktuara në mënyrë mikrobiale dhe elektrokimike të çelikut inox 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Studim krahasues në kiminë e gropave të induktuara në mënyrë mikrobiale dhe elektrokimike të çelikut inox 316L.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. dhe Lewandowski, Z. Studim kimik krahasues i gropave mikrobiologjike dhe elektrokimike të çelikut inox 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研 Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. dhe Lewandowski, Z. Studim kimik krahasues i gropave mikrobiologjike dhe elektrokimike të induktuara në çelik inox 316L.koros.shkenca.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Sjellja elektrokimike e çelikut inox 2205 dupleks në tretësirat alkaline me pH të ndryshëm në prani të klorurit. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Sjellja elektrokimike e çelikut inox 2205 dupleks në tretësirat alkaline me pH të ndryshëm në prani të klorurit.Luo H., Dong KF, Lee HG dhe Xiao K. Sjellja elektrokimike e çelikut të pandryshkshëm 2205 në tretësira alkaline me pH të ndryshëm në prani të klorurit. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同 pH Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Sjellja elektrokimike e 双相çelik inox në prani të klorurit në pH të ndryshëm në tretësirën alkaline.Luo H., Dong KF, Lee HG dhe Xiao K. Sjellja elektrokimike e çelikut të pandryshkshëm 2205 në tretësira alkaline me pH të ndryshëm në prani të klorurit.Elektrokimik.Revistë.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Ndikimi i biofilmave detarë në korrozion: Një përmbledhje koncize. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Ndikimi i biofilmave detarë në korrozion: Një përmbledhje koncize.Little, BJ, Lee, JS dhe Ray, RI Efekti i biofilmave detarë në korrozion: Një përmbledhje e shkurtër. 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 dhe Ray, RI Efekti i biofilmave detarë në korrozion: Një përmbledhje e shkurtër.Elektrokimik.Revistë.54, 2-7 (2008).