Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com.Þú ert að nota vafraútgáfu með takmarkaðan CSS stuðning.Til að fá bestu upplifunina mælum við með því að þú notir uppfærðan vafra (eða slökkva á eindrægnistillingu í Internet Explorer).Að auki, til að tryggja áframhaldandi stuðning, sýnum við síðuna án stíla og JavaScript.
Sýnir hringekju með þremur skyggnum í einu.Notaðu Fyrri og Næsta hnappana til að fara í gegnum þrjár skyggnur í einu, eða notaðu sleðahnappana í lokin til að fara í gegnum þrjár skyggnur í einu.
Örverutæring (MIC) er stórt vandamál í mörgum atvinnugreinum vegna þess að 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 líffilmunnar í 2216E miðlinum breyttist tæringargetan á jákvæðan hátt og tæringarstraumþéttleiki jókst.Niðurstöður röntgenljósrófsgreiningar (XPS) sýndu lækkun á Cr innihaldi á yfirborði sýnisins undir líffilmunni.Greining á gryfjamyndunum sýndi að Pseudomonas aeruginosa líffilmur mynduðu hámarks gryfjadýpt upp á 0,69 µm eftir 14 daga ræktun.Þó að þetta sé lítið bendir það til þess að 2707 HDSS séu ekki fullkomlega ónæm fyrir áhrifum P. aeruginosa líffilma á MIC.
Tvíhliða ryðfríu stáli (DSS) er mikið notað í ýmsum atvinnugreinum vegna fullkominnar samsetningar framúrskarandi vélrænna eiginleika og tæringarþols1,2.Hins vegar getur staðbundin hola enn átt sér stað, sem getur haft áhrif á heilleika þessa stáls 3, 4 .DSS er ekki varið gegn örverutæringu (MIC)5,6.Þrátt fyrir að notkunarsvið DSS sé mjög breitt, eru enn umhverfi þar sem tæringarþol DSS er ekki nægjanlegt til langtímanotkunar.Þetta þýðir að það þarf dýrari efni með meiri tæringarþol.Jeon et al.7 komust að því að jafnvel ofur tvíhliða ryðfríu stáli (SDSS) hefur nokkrar takmarkanir hvað varðar tæringarþol.Þess vegna er þörf á ofur tvíhliða ryðfríu stáli (HDSS) með hærri tæringarþol í ákveðnum notkunum.Þetta leiddi til þróunar á mjög blandað HDSS.
Tæringarþol DSS ræðst af hlutfalli α-fasa og γ-fasa og svæði sem eru tæmd í Cr, Mo og W við hlið aukafasa8,9,10.HDSS inniheldur mikið innihald af Cr, Mo og N11, sem gefur því framúrskarandi tæringarþol og hátt gildi (45-50) jafngildi pitting resistance value (PREN), sem er skilgreint af wt.% Cr + 3,3 (ww.% Mo) + 0, 5 wt % W) + 16 wt %.N12.Framúrskarandi tæringarþol þess er háð jafnvægissamsetningu sem inniheldur um það bil 50% ferrític (α) og 50% austenitic (γ) fasa.HDSS hefur bætta vélræna eiginleika og hærri klórþol samanborið við hefðbundna DSS13.Einkenni efnatæringar.Bætt tæringarþol eykur notkun HDSS í árásargjarnara klóríðumhverfi eins og sjávarumhverfi.
MIC er verulegt vandamál í mörgum atvinnugreinum, þar á meðal olíu og gasi og vatnsveitu14.MIC stendur fyrir 20% af öllum tæringarskemmdum15.MIC er lífrafefnafræðileg tæring sem sést í mörgum umhverfi16.Myndun líffilma á málmflötum breytir rafefnafræðilegum aðstæðum og hefur þannig áhrif á tæringarferlið.Almennt er viðurkennt að MIC tæring sé af völdum líffilma14.Rafrænnar örverur éta í burtu málma til að fá orku til að lifa af17.Nýlegar MIC rannsóknir hafa sýnt að EET (extracellular rafeindaflutningur) er takmarkandi þátturinn fyrir MIC framkallað af rafrænum örverum.Zhang o.fl.18 sýndu fram á að rafeindamiðlarar flýta fyrir rafeindaflutningi milli Desulfovibrio vulgaris setfrumna og 304 ryðfríu stáli, sem leiðir til alvarlegra MIC-árásar.Anning o.fl.19 og Wenzlaff o.fl.20 hafa sýnt að líffilmur af ætandi súlfat-afoxandi bakteríum (SRB) geta tekið til sín rafeindir beint 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 líffilmunni22,23.Ólíkt DSS er lítið vitað um MIC HDSS24.
Pseudomonas aeruginosa er Gram-neikvæð, hreyfanleg, stangalaga baktería sem er víða í náttúrunni25.Pseudomonas aeruginosa er einnig helsta örvera sem ber ábyrgð á MIC stáls í sjávarumhverfinu26.Pseudomonas tegundir taka beinan þátt í tæringarferlum og eru viðurkenndar sem fyrstu landnámsvaldar við myndun líffilmu27.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 er að rannsaka MIC-eiginleika 2707 HDSS af völdum sjávarloftsbakteríunnar Pseudomonas aeruginosa með því að nota rafefnafræðilegar aðferðir, yfirborðsgreiningaraðferðir og greiningu á tæringarafurðum.Rafefnafræðilegar rannsóknir þar á meðal opna hringrásargetu (OCP), línuleg skautun viðnám (LPR), rafefnafræðileg viðnám litrófsgreining (EIS) og dynamic potential skautun voru gerðar til að rannsaka hegðun MIC 2707 HDSS.Orkudreifingarrófsgreining (EDS) er gerð til að greina efnafræðilega frumefni á tærðu yfirborði.Að auki var stöðugleiki oxíðfilmuaðgerðar undir áhrifum sjávarumhverfis sem inniheldur Pseudomonas aeruginosa ákvarðaður með röntgenljósrófsgreiningu (XPS).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.Lengd bönd austenítískra og ferrítískra fasa án aukafasa má sjá í örbyggingu sem inniheldur um það bil 50% austenítískra og 50% ferrítískra fasa.
Á mynd.2a sýnir opna hringrásarmöguleika (Eocp) á móti útsetningartíma fyrir 2707 HDSS í 2216E lífrænum miðli og Pseudomonas aeruginosa seyði í 14 daga við 37°C.Í ljós kom að mestu breytingarnar á Eocp komu fram á fyrsta sólarhringnum.Eocp gildi í báðum tilfellum náðu hámarki í um -145 mV (á móti SCE) eftir um 16 klukkustundir og lækkuðu síðan verulega í -477 mV (á móti SCE) og -236 mV (á móti SCE) fyrir ólíffræðileg sýni og P fyrir ættingja. SCE) patínublöð, í sömu röð.Eftir 24 klukkustundir hélst Eocp gildi Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS tiltölulega stöðugt við -228 mV (samanborið við SCE), en samsvarandi gildi fyrir ólíffræðilega sýnið var um það bil -442 mV (miðað við SCE).Eocp í viðurvist Pseudomonas aeruginosa var frekar lágt.
Rafefnafræðileg prófun á 2707 HDSS sýnum í lífrænum miðlum og Pseudomonas aeruginosa seyði við 37°C:
(a) Breyting á Eocp með útsetningartíma, (b) skautunarferill á 14. degi, (c) breyting á Rp með útsetningartíma, (d) breyting í samræmi við útsetningartíma.
Tafla 3 sýnir rafefnafræðilegar tæringarfæribreytur 2707 HDSS sýna sem hafa verið útsett fyrir ólífrænum og P. aeruginosa sáðefnum á 14 daga tímabili.Tangential framreikningur á rafskauts- og kaþódískum ferlum að skurðpunktinum gerði kleift að ákvarða tæringarstraumþéttleika (icorr), tæringargetu (Ecorr) og Tafel halla (βα og βc) samkvæmt stöðluðum aðferðum30,31.
Eins og sést á mynd 2b leiddi tilfærsla P. aeruginosa ferilsins upp á við aukningu á Ecorr samanborið við abiotic ferilinn.Icorr gildi sýnis sem inniheldur Pseudomonas aeruginosa, í réttu hlutfalli við tæringarhraða, jókst í 0,328 µA cm-2, sem er fjórum sinnum hærra en ólíffræðilega sýnisins (0,087 µA cm-2).
LPR er klassísk rafefnafræðileg aðferð til óeyðandi hraðgreiningar á tæringu.Það hefur einnig verið notað til að rannsaka MIC32.Á mynd.2c sýnir breytinguna á skautunarviðnáminu (Rp) eftir útsetningartímanum.Hærra Rp gildi þýðir minni tæringu.Innan fyrstu 24 klukkustundanna náði Rp 2707 HDSS hámarki í 1955 kΩ cm2 fyrir ólíffræðileg 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 fyrir Pseudomonas aeruginosa prófunarsýni er um 40 kΩ cm2, sem er mun lægra en 450 kΩ cm2 gildi fyrir ólíffræðilega prófunarsýni.
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 Tafel-brekkan B tekin sem dæmigert gildi 26 mV/dec í þessari vinnu.Á mynd.2d sýnir að icorr 2707 abiotic stofnsins hélst tiltölulega stöðugur, en icorr Pseudomonas aeruginosa bandsins sveiflaðist mjög með miklu stökki eftir fyrsta sólarhringinn.Icorr gildi Pseudomonas aeruginosa prófunarsýnisins var stærðargráðu hærra en ólíffræðilega samanburðarins.Þessi þróun er í samræmi við niðurstöður skautunarviðnáms.
EIS er önnur óeyðandi aðferð notuð til að einkenna rafefnafræðileg viðbrögð við tæringarskil34.Viðnámsróf og rafrýmd útreikningar á ræmum sem verða fyrir lífrænum miðlum og lausnum af Pseudomonas aeruginosa, Rb er viðnám óvirku/líffilmunnar sem myndast á yfirborði ræmunnar, Rct er hleðsluflutningsviðnám, Cdl er rafmagns tvöfalda lagið.) og QCPE constant phase element (CPE) breytur.Þessar breytur voru greindar frekar með því að bera gögnin saman við jafngild rafrásarlíkan (EEC).
Á mynd.3 sýnir dæmigerða Nyquist reiti (a og b) og Bode reiti (a' og b') af 2707 HDSS sýnum í lífrænum miðlum og Pseudomonas aeruginosa seyði á ýmsum ræktunartímum.Þegar Pseudomonas aeruginosa er til staðar minnkar þvermál Nyquist lykkjunnar.Bode plot (mynd 3b') sýnir aukningu á heildarviðnám.Upplýsingar um slökunartímafastann má fá úr fasahámarki.Á mynd.4 sýnir eðlisfræðilegar mannvirki og samsvarandi EBE byggt á einslags (a) og tveggja laga (b).CPE er kynnt í EEC líkaninu.Aðgengi þess og viðnám er gefið upp sem hér segir:
Tvær líkamlegar gerðir og samsvarandi samsvarandi hringrásir til að passa við 2707 HDSS afsláttarmiða viðnámsrófið:
Þar sem Y0 er stærð CPE, j er ímyndaða talan eða (−1)1/2, ω er horntíðnin og n er CPE aflsstuðullinn minni en einn35.Viðnám hleðsluflutningsins (þ.e. 1/Rct) samsvarar tæringarhraðanum.Lægra Rct gildi þýðir hærra tæringarhraða27.Eftir 14 daga ræktun náði Rct prófunarsýnisins af Pseudomonas aeruginosa 32 kΩ cm2, sem er mun minna en 489 kΩ cm2 af ólíffræðilega prófunarsýninu (tafla 4).
CLSM myndir og SEM myndir á mynd.5 sýna greinilega að líffilmuþekjan á yfirborði HDSS sýnis 2707 var mjög þétt eftir 7 daga.Hins vegar, eftir 14 daga, varð líffilmuhúðin dreifð og nokkrar dauðar frumur komu fram.Tafla 5 sýnir líffilmuþykkt 2707 HDSS sýna eftir 7 og 14 daga útsetningu fyrir Pseudomonas aeruginosa.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 líffilmu og tæringarvörum á sýnum sem voru útsett fyrir Pseudomonas aeruginosa í 14 daga.Á mynd.Mynd 6 sýnir að innihald C, N, O, P í líffilmunni og tæringarvörum er mun hærra en í hreinum málmi, þar sem þessir þættir tengjast líffilmunni og umbrotsefnum hennar.Örverur þurfa aðeins snefilmagn af Cr og Fe.Hátt innihald Cr og Fe í líffilmunni og tæringarafurðum á yfirborði sýnisins gefur til kynna tap á frumefnum í málmgrunninu 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 sýnisins skoðaðar með CLSM, eins og sýnt er á mynd 7b og c.Engar augljósar gryfjur fundust á yfirborði ólíffræðilegrar samanburðar (hámarks gryfjadýpt 0,02 µm).Hámarksgryfjudýpt af völdum Pseudomonas 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) og náði 0,42 ± 0,12 µm. .og 0,52 ± 0,15 µm, í sömu röð (tafla 5).Þessi dýptargildi eru lítil en mikilvæg.
a) fyrir váhrif;(b) 14 dagar í ólífrænu umhverfi;(c) 14 dagar í P. aeruginosa seyði.
Á mynd.Tafla 8 sýnir XPS litróf ýmissa sýnisyfirborða og efnafræði greind fyrir hvern flöt er tekin saman í töflu 6. Í töflu 6 voru frumeindahlutfall Fe og Cr mun lægri í viðurvist P. aeruginosa (sýni A og B) ) en í ólíffræðilegu eftirlitsstrimlunum.(sýni C og D).Fyrir sýni af Pseudomonas aeruginosa var litrófsferill Cr 2p kjarnastigs festur á fjóra topphluta með bindiorku (BE) 574,4, 576,6, 578,3 og 586,8 eV, sem voru úthlutað til Cr, Cr2O3, CrO3 og Cr(OH) 3, í sömu röð (mynd 9a og b).Fyrir ólíffræðileg sýni, litróf kjarnastigsins Cr 2p á myndum.9c og d innihalda tvo helstu toppa Cr (BE 573,80 eV) og Cr2O3 (BE 575,90 eV), í sömu röð.Mest áberandi munurinn á abiotic afsláttarmiða og P. aeruginosa afsláttarmiða var tilvist Cr6+ og tiltölulega hátt hlutfall af Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) undir líffilmunni.
Breitt yfirborð XPS litróf 2707 HDSS sýni í tveimur miðlum í 7 og 14 daga, í sömu röð.
(a) 7 daga útsetning fyrir P. aeruginosa, (b) 14 daga útsetning fyrir P. aeruginosa, (c) 7 daga ólífræn útsetning, (d) 14 daga ólífræn útsetning.
HDSS sýnir mikla tæringarþol í flestum umhverfi.Kim o.fl.2 greindi frá því að HDSS UNS S32707 væri auðkennt sem mjög dópaður DSS með PREN hærra en 45. PREN gildi HDSS sýnis 2707 í þessari vinnu var 49. Þetta er vegna mikils Cr innihalds og mikils magns af Mo og Ni, sem er gagnlegt í súru umhverfi og umhverfi með hátt innihald af klóríðum.Að auki veitir vel samsett samsetning og gallalaus örbygging uppbyggingu stöðugleika og tæringarþol.Þrátt fyrir framúrskarandi efnaþol sýna tilraunagögnin í þessari vinnu að 2707 HDSS er ekki alveg ónæmur fyrir Pseudomonas aeruginosa líffilmu MIC.
Rafefnafræðilegar niðurstöður sýndu að tæringarhraði 2707 HDSS í Pseudomonas aeruginosa seyði jókst verulega 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 lýkur líffilman að þekja yfirborð sýnisins og Eocp verður tiltölulega stöðugt.Hins vegar var líffræðilega Eocp stigið mun hærra en ólífrænt Eocp stig.Það eru ástæður til að ætla að þessi munur tengist myndun P. aeruginosa líffilma.Á mynd.2g náði icorr gildi 2707 HDSS 0,627 µA cm-2 í viðurvist Pseudomonas aeruginosa, sem er stærðargráðu hærra en ólíffræðilega eftirlitsins (0,063 µA cm-2), sem er í samræmi við Rct gildi mælt með EIS.Fyrstu dagana jukust viðnámsgildin í P. aeruginosa seyði vegna viðtengingar P. aeruginosa frumna og myndun líffilmu.Hins vegar minnkar viðnámið þegar líffilman nær algjörlega yfir yfirborð sýnisins.Ráðist er á verndarlagið fyrst og fremst vegna myndun líffilmu og líffilmu umbrotsefna.Þess vegna minnkar tæringarþol með tímanum og útfellingar Pseudomonas aeruginosa valda staðbundinni tæringu.Þróunin í abiotic umhverfi er mismunandi.Tæringarþol hins ólíffræðilega samanburðar var mun hærra en samsvarandi gildi sýnanna sem voru útsett fyrir Pseudomonas aeruginosa seyði.Að auki, fyrir ólífræn sýni, náði Rct 2707 HDSS gildið 489 kΩ cm2 á degi 14, sem er 15 sinnum hærra en í viðurvist Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ cm2).Þannig hefur 2707 HDSS framúrskarandi tæringarþol í dauðhreinsuðu umhverfi, en er ekki varið gegn MIC árás af Pseudomonas aeruginosa líffilmu.
Þessar niðurstöður má einnig sjá frá skautunarferlunum á myndum.2b.Anodísk greining tengist Pseudomonas aeruginosa líffilmumyndun og málmoxunarhvörfum.Á sama tíma er kaþódíska viðbrögðin lækkun súrefnis.Tilvist P. aeruginosa jók marktækt tæringarstraumþéttleikann, sem var um stærðargráðu hærri en í ólífrænu stjórninni.Þetta gaf til kynna að Pseudomonas aeruginosa líffilman jók staðbundna tæringu 2707 HDSS.Yuan o.fl.29 komust að því að tæringarstraumþéttleiki 70/30 Cu-Ni málmblöndur var aukinn með Pseudomonas aeruginosa líffilmu.Þetta getur verið vegna lífhvatunar súrefnisskerðingar með Pseudomonas aeruginosa líffilmu.Þessi athugun gæti einnig útskýrt MIC 2707 HDSS í þessari vinnu.Loftháðar líffilmur geta einnig dregið úr súrefnisinnihaldi undir þeim.Þannig getur synjun um að endurvirkja málmyfirborðið með súrefni verið þáttur sem stuðlar að MIC í þessari vinnu.
Dickinson o.fl.38 bentu á að hraði efna- og rafefnahvarfa sé beint háð efnaskiptavirkni baktería sem festast við yfirborð 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 festar frumur á 2707 HDSS yfirborðinu vegna næringarskorts í 2216E miðlinum eða losunar á eitruðum málmjónum úr 2707 HDSS fylkinu.Þetta er takmörkun á lotutilraunum.
Í þessari vinnu stuðlaði Pseudomonas aeruginosa líffilma til staðbundinnar eyðingar á Cr og Fe undir líffilmunni á yfirborði 2707 HDSS (mynd 6).Í töflu 6 lækkuðu Fe og Cr í sýni D samanborið við sýni C, sem gefur til kynna að Fe og Cr upplausn af völdum P. aeruginosa líffilmunnar hélst eftir 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 daga og 14 daga ólíffræðilegum sýnum sem greind voru með XPS.Samanborið við prófunarsýnið af Pseudomonas aeruginosa er upplausn Cr í ólífrænu prófunarsýninu mun minna vegna mikils ónæmis 2707 HDSS gegn klór í lífrænu umhverfi.Á mynd.9 sýnir nærveru Cr6+ í passiveringsfilmunni.Þetta gæti tengst því að Cr er fjarlægt af stálflötum með P. aeruginosa líffilmum, eins og Chen og Clayton hafa lagt til39.
Vegna bakteríuvaxtar voru pH gildi miðilsins fyrir og eftir ræktun 7,4 og 8,2, í sömu röð.Þannig er ólíklegt að tæring lífrænna sýra muni stuðla að þessari vinnu undir P. aeruginosa líffilmum vegna tiltölulega hátt 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 sáðefninu eftir ræktun tengdist efnaskiptavirkni Pseudomonas aeruginosa og sömu áhrif á sýrustig fundust þegar prófstrimlinn var ekki til staðar.
Eins og sýnt er á mynd.7, var hámarks gryfjadýpt af völdum Pseudomonas aeruginosa líffilmunnar 0,69 µm, sem er marktækt meira en í ólífræna miðlinum (0,02 µm).Þetta er í samræmi við ofangreind rafefnafræðileg gögn.Við sömu aðstæður er gryfjadýpt 0,69 µm meira en tíu sinnum minni en 9,5 µm gildið sem tilgreint er fyrir 2205 DSS40.Þessi gögn sýna að 2707 HDSS sýnir betri mótstöðu gegn MIC en 2205 DSS.Þetta kemur ekki á óvart þar sem 2707 HDSS hefur hærra Cr stig, sem leyfir lengri passivation, gerir Pseudomonas aeruginosa erfiðara að depassive, og byrjar ferlið án skaðlegrar aukaúrkomu Pitting41.
Að lokum fannst MIC hola á 2707 HDSS yfirborði í Pseudomonas aeruginosa seyði, en hola var hverfandi í ólífrænum miðlum.Þessi vinna sýnir að 2707 HDSS hefur betri mótstöðu gegn MIC en 2205 DSS, en hann er ekki alveg ónæmur fyrir MIC vegna Pseudomonas aeruginosa líffilmu.Þessar niðurstöður aðstoða við val á viðeigandi ryðfríu stáli og lífslíkur fyrir sjávarumhverfið.
2707 HDSS sýnin voru veitt af Málmfræðiskólanum, Northeastern University (NEU), Shenyang, Kína.Frumefnasamsetning 2707 HDSS er sýnd í töflu 1, sem var greind af efnisgreiningar- og prófunardeild Northeastern háskólans.Öll sýnin voru meðhöndluð fyrir fastri lausn við 1180°C í 1 klukkustund.Áður en tæringarprófun fór fram var 2707 HDSS myntstál með óvarið yfirborðsflatarmál 1 cm2 slípað að 2000 grit með kísilkarbíð sandpappír og síðan frekar fáður með 0,05 µm Al2O3 duftslurry.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.
Sjávarstofninn Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 var keyptur frá Xiamen Marine Culture Collection (MCCC), Kína.Marine 2216E fljótandi miðill (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Kína) var notaður til að rækta Pseudomonas aeruginosa í 250 ml flöskum og 500 ml rafefnafræðilegum glerfrumum við loftháðar aðstæður við 37°C.Miðill inniheldur (g/l): 19,45 NaCl, 5,98 MgCl2, 3,24 Na2S04, 1,8 CaCl2, 0,55 KCl, 0,16 Na2CO3, 0,08 KBr, 0,034 SrCl2, 0,08 SrBr02, 0,08 SrBr02, 030002, 030002, 030002, 0,08 SrBr002, 0,03002 08, 0,008 Na4F0H20PO.1,0 gerþykkni og 0,1 járnsítrat.Farið í autoclave við 121 °C í 20 mínútur fyrir sáningu.Sifjaðar og sviffrumur voru taldar í ljóssmásjá með blóðfrumnamæli við 400x stækkun.Upphafsstyrkur svifrótar P. aeruginosa frumna strax eftir sáningu var um það bil 106 frumur/ml.
Rafefnafræðilegar prófanir voru gerðar í klassískum þriggja rafskauta glerklefa með miðlungs rúmmáli 500 ml.Platínuplata og mettuð kalómel rafskaut (SCE) voru tengd við kjarnaofninn í gegnum Luggin háræð fyllt með saltbrú og þjónuðu sem mót- og viðmiðunarrafskaut, í sömu röð.Til að búa til vinnurafskautið var gúmmíhúðaður koparvír festur við hvert sýni og húðaður með epoxý, sem skilur eftir um 1 cm2 af yfirborði á annarri hliðinni fyrir vinnurafskautið.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 með skannahraða 0,125 mV s-1 á -5 og 5 mV sviðinu og Eocp með sýnatökuhraða 1 Hz.EIS var framkvæmt við jafnvægi Eocp með því að nota 5 mV álagða spennu með sinusoid á tíðnisviðinu 0,01 til 10.000 Hz.Áður en mögulega sópið fór fram voru rafskautin í opinni hringrásarstillingu þar til stöðugum frjálsum tæringargetu upp á 42 var náð.Með.Hvert próf var endurtekið þrisvar sinnum með og án Pseudomonas aeruginosa.
Sýni til málmgreiningar voru vélrænt slípuð með 2000 grit blautum SiC pappír og síðan slípuð með 0,05 µm Al2O3 duftslurry fyrir sjónræna athugun.Málmgreining var gerð með ljóssmásjá.Sýnið var ætið með 10 wt% kalíumhýdroxíðlausn43.
Eftir ræktun, þvoið þrisvar sinnum með fosfatbuðrað saltvatni (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) og festið síðan með 2,5% (v/v) glútaraldehýði í 10 klukkustundir til að festa líffilmuna.Afvötnun í kjölfarið með etanóli í þrepaðri röð (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% og 100% miðað við rúmmál) fyrir loftþurrkun.Að lokum var gullfilmu sputtered á yfirborð sýnisins til að veita leiðni fyrir SEM44 athugun.SEM myndirnar beinast að staðsetningunni með þekktustu P. aeruginosa frumunum á yfirborði hvers sýnis.EMF greining var framkvæmd til að greina frumefni.Til að mæla dýpt gryfjunnar var notuð Zeiss confocal laser skanna smásjá (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Þýskalandi).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 Surface Analysis System, Thermo VG, USA) greining með einlita röntgengjafa (Al Kα línu með orku upp á 1500 eV og afl 150 W) í margs konar bindiorku 0 undir staðalskilyrðum –1350 eV.Taktu upp litróf í mikilli upplausn með því að nota 50 eV framhjáorku og 0,2 eV skrefstærð.
Fjarlægðu ræktaða sýnið og þvoðu það varlega með PBS (pH 7,4 ± 0,2) í 15 s45.Til að fylgjast með gerlalífvænleika líffilmunnar á sýninu var líffilman lituð 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 skal rækta 1 ml af blöndu sem inniheldur 3 µl af SYTO-9 og 3 µl af PI lausn við stofuhita (23°C) í myrkri í 20 mínútur.Eftir það sáust lituðu sýnin á tveimur bylgjulengdum (488 nm fyrir lifandi frumur og 559 nm fyrir dauða frumur) með því að nota Nikon CLSM tæki (C2 Plus, Nikon, Japan).Mældu líffilmuþykktina í 3-D skönnunarham.
Hvernig á að vitna í þessa grein: Li, H. o.fl.Áhrif Pseudomonas aeruginosa sjávarlíffilmu á örverutæringu á 2707 ofur tvíhliða ryðfríu stáli.vísindi.Hús 6, 20190;doi:10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Streitutæringarsprunga LDX 2101 tvíhliða ryðfríu stáli í klóríðlausnum í viðurvist þíósúlfats.tæringu.vísindin.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS og Park, YS Áhrif hitameðferðar lausnar og köfnunarefnis í hlífðargasi á tæringarþol ofur tvíhliða ryðfríu stáli suðu.tæringu.vísindin.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. og Lewandowski, Z. Efnafræðileg samanburðarrannsókn á örveru- og rafefnafræðilegri gryfju í 316L ryðfríu stáli.tæringu.vísindin.45, 2577–2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG og Xiao K. Rafefnafræðileg hegðun 2205 tvíhliða ryðfríu stáli í basískum lausnum við mismunandi pH gildi í viðurvist klóríðs.rafefnafræði.Tímarit.64, 211–220 (2012).
Pósttími: Jan-09-2023