O ṣeun fun lilo si Nature.com.Ẹya ẹrọ aṣawakiri ti o nlo ni atilẹyin CSS lopin.Fun iriri ti o dara julọ, a ṣeduro pe ki o lo ẹrọ aṣawakiri imudojuiwọn kan (tabi mu Ipo Ibamu ṣiṣẹ ni Internet Explorer).Lakoko, lati rii daju pe atilẹyin tẹsiwaju, a yoo ṣe aaye naa laisi awọn aza ati JavaScript.
Ibajẹ microbial (MIC) jẹ iṣoro pataki ni ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ, nitori o le ja si awọn adanu ọrọ-aje nla.Super duplex alagbara, irin 2707 (2707 HDSS) ti lo ni awọn agbegbe okun nitori awọn oniwe-o tayọ kemikali resistance.Sibẹsibẹ, atako rẹ si MIC ko ti ṣe afihan idanwo.Iwadi yii ṣe ayẹwo ihuwasi ti MIC 2707 HDSS ti o ṣẹlẹ nipasẹ kokoro arun aerobic ti omi Pseudomonas aeruginosa.Iwadii elekitirokemika fihan pe niwaju Pseudomonas aeruginosa biofilm ni alabọde 2216E, iyipada rere ni agbara ipata ati ilosoke ninu iwuwo lọwọlọwọ ibajẹ waye.Onínọmbà ti X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) ṣe afihan idinku ninu akoonu Cr lori oju ti ayẹwo labẹ biofilm.Iwadii wiwo ti awọn ọfin fihan pe P. aeruginosa biofilm ṣe agbejade ijinle ọfin ti o pọju ti 0.69 µm lakoko awọn ọjọ 14 ti isubu.Botilẹjẹpe eyi jẹ kekere, o tọka si pe 2707 HDSS ko ni aabo patapata si MIC ti P. aeruginosa biofilms.
Awọn irin alagbara Duplex (DSS) ni lilo pupọ ni ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ nitori apapọ pipe ti awọn ohun-ini ẹrọ ti o dara julọ ati resistance ibajẹ1,2.Bibẹẹkọ, pitting agbegbe tun waye ati ni ipa lori iduroṣinṣin ti irin3,4 yii.DSS ko ni sooro si ipata microbial (MIC) 5,6.Pelu ọpọlọpọ awọn ohun elo fun DSS, awọn agbegbe tun wa nibiti aibikita ipata ti DSS ko to fun lilo igba pipẹ.Eyi tumọ si pe awọn ohun elo ti o gbowolori diẹ sii pẹlu resistance ipata ti o ga julọ ni a nilo.Jeon et al7 rii pe paapaa awọn irin alagbara ile oloke meji (SDSS) ni diẹ ninu awọn idiwọn ni awọn ofin ti resistance ipata.Nitorinaa, ni awọn igba miiran, awọn irin alagbara irin nla duplex (HDSS) pẹlu resistance ipata ti o ga julọ nilo.Eyi yori si idagbasoke ti HDSS alloyed giga.
Idaabobo ibajẹ DSS da lori ipin ti awọn ipele alpha ati gamma ati idinku ni awọn agbegbe Cr, Mo ati W 8, 9, 10 nitosi ipele keji.HDSS ni akoonu giga ti Cr, Mo ati N11, nitorinaa o ni aabo ipata to dara julọ ati iye giga (45-50) ti nọmba resistance pitting deede (PREN) ti pinnu nipasẹ wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 .% W) + 16% w.N12.Idaduro ipata ti o dara julọ da lori akopọ iwọntunwọnsi ti o ni isunmọ 50% ferritic (α) ati 50% austenitic (γ) awọn ipele.HDSS ni awọn ohun-ini ẹrọ ti o dara julọ ati resistance giga si ipata kiloraidi.Imudara ipata resistance fa lilo HDSS ni awọn agbegbe kiloraidi ibinu diẹ sii gẹgẹbi awọn agbegbe okun.
MICs jẹ iṣoro pataki ni ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ gẹgẹbi epo ati gaasi ati awọn ile-iṣẹ omi14.Awọn iroyin MIC fun 20% ti gbogbo ibajẹ ibajẹ15.MIC jẹ ipata bioelectrochemical ti o le ṣe akiyesi ni ọpọlọpọ awọn agbegbe.Biofilms ti o dagba lori irin roboto yi awọn ipo elekitirogi, nitorina ni ipa lori ipata ilana.O gbagbọ pupọ pe ibajẹ MIC jẹ nitori awọn fiimu biofilms.Electrogenic microorganisms jẹ awọn irin kuro lati gba agbara ti wọn nilo lati ye17.Awọn ijinlẹ MIC aipẹ ti fihan pe EET (gbigbe itanna elekitironi) jẹ ipin-ipinnu oṣuwọn ni MIC ti o fa nipasẹ awọn microorganisms elekitironiki.Zhang et al.18 ṣe afihan pe awọn agbedemeji elekitironi yara gbigbe awọn elekitironi laarin awọn sẹẹli Desulfovibrio sessificans ati irin alagbara 304, ti o fa ikọlu MIC ti o buruju diẹ sii.Anning et al.19 ati Wenzlaff et al.20 ti fihan pe awọn biofilms ti awọn kokoro arun ti o dinku imi-ọjọ ipata (SRBs) le fa awọn elekitironi taara lati awọn sobusitireti irin, ti o mu abajade pitting lile.
DSS ni a mọ lati ni ifaragba si MIC ni media ti o ni SRBs, awọn kokoro arun ti o dinku irin (IRBs), ati bẹbẹ lọ 21.Awọn kokoro arun wọnyi fa awọn pitting agbegbe lori oju DSS labẹ biofilms22,23.Ko dabi DSS, HDSS24 MIC ko mọ daradara.
Pseudomonas aeruginosa jẹ Giramu-odi, motile, kokoro arun ti o ni irisi ọpá ti o pin kaakiri ni iseda25.Pseudomonas aeruginosa tun jẹ ẹgbẹ microbial pataki ni agbegbe okun, ti o nfa awọn ifọkansi MIC ti o ga.Pseudomonas ṣe ipa takuntakun ninu ilana ipata ati pe a mọ bi oluṣafihan aṣaaju-ọna lakoko iṣelọpọ biofilm.Mahat et al.28 ati Yuan et al.29 ṣe afihan pe Pseudomonas aeruginosa duro lati mu iwọn ipata ti irin kekere ati awọn ohun elo ni awọn agbegbe inu omi.
Ohun akọkọ ti iṣẹ yii ni lati ṣe iwadii awọn ohun-ini ti MIC 2707 HDSS ti o ṣẹlẹ nipasẹ kokoro arun aerobic ti omi oju omi Pseudomonas aeruginosa nipa lilo awọn ọna elekitirokemika, awọn ọna itupalẹ oju ilẹ ati itupalẹ ọja ipata.Awọn ẹkọ elekitirokemika, pẹlu agbara iyika ṣiṣi (OCP), resistance polarization linear (LPR), spectroscopy impedance electrochemical (EIS), ati polarization ti o pọju, ni a ṣe lati ṣe iwadi ihuwasi ti MIC 2707 HDSS.Agbara itusilẹ spectrometric onínọmbà (EDS) ni a ṣe lati ṣawari awọn eroja kemikali lori ilẹ ti o bajẹ.Ni afikun, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) ni a lo lati pinnu iduroṣinṣin ti passivation fiimu oxide labẹ ipa ti agbegbe omi ti o ni Pseudomonas aeruginosa.Ijinle ti awọn ọfin naa ni a wọn labẹ microscope laser confocal (CLSM).
Table 1 fihan awọn kemikali tiwqn ti 2707 HDSS.Tabili 2 fihan pe 2707 HDSS ni awọn ohun-ini ẹrọ ti o dara julọ pẹlu agbara ikore ti 650 MPa.Lori ọpọtọ.1 fihan awọn opitika microstructure ti ojutu ooru mu 2707 HDSS.Ninu microstructure ti o ni nipa 50% austenite ati 50% awọn ipele ferrite, awọn ẹgbẹ elongated ti austenite ati awọn ipele ferrite laisi awọn ipele keji han.
Lori ọpọtọ.2a fihan agbara iyika ṣiṣi silẹ (Eocp) dipo akoko ifihan fun 2707 HDSS ni 2216E abiotic alabọde ati P. aeruginosa broth fun awọn ọjọ 14 ni 37°C.O fihan pe iyipada ti o tobi julọ ati pataki julọ ni Eocp waye laarin awọn wakati 24 akọkọ.Awọn iye Eocp ni awọn ọran mejeeji ga ni -145 mV (akawe si SCE) ni ayika awọn wakati 16 ati lẹhinna lọ silẹ ni didan, de -477 mV (akawe si SCE) ati -236 mV (fiwera si SCE) fun apẹẹrẹ abiotic.ati awọn kuponu Pseudomonas aeruginosa, lẹsẹsẹ).Lẹhin awọn wakati 24, iye Eocp 2707 HDSS fun P. aeruginosa jẹ iduroṣinṣin ni -228 mV (fiwera si SCE), lakoko ti iye ti o baamu fun awọn ayẹwo ti kii ṣe ti ibi jẹ isunmọ -442 mV (akawe si SCE).Eocp niwaju P. aeruginosa jẹ kekere pupọ.
Iwadi elekitiroki ti awọn ayẹwo 2707 HDSS ni alabọde abiotic ati broth Pseudomonas aeruginosa ni 37 °C:
(a) Eocp gẹgẹbi iṣẹ ti akoko ifihan, (b) awọn iṣipopada polarization ni ọjọ 14, (c) Rp gẹgẹbi iṣẹ ti akoko ifihan, ati (d) icorr gẹgẹbi iṣẹ ti akoko ifihan.
Tabili 3 ṣe afihan awọn paramita ipata elekitirokemika ti awọn ayẹwo HDSS 2707 ti o farahan si abiotic ati Pseudomonas aeruginosa inoculated media fun akoko 14 ọjọ.Awọn tangents ti anode ati awọn iyipo cathode ni a ṣe afikun lati gba awọn ikorita fifun ni iwuwo lọwọlọwọ ibajẹ (icorr), agbara ipata (Ecorr) ati ite Tafel (βα ati βc) ni ibamu si awọn ọna boṣewa30,31.
Bi o han ni ọpọtọ.2b, iyipada ti o wa ni oke ni ọna-ọna P. aeruginosa yorisi ilosoke ninu Ecorr ti a fiwe si abiotic ti tẹ.Iwọn icorr, eyiti o ni ibamu si oṣuwọn ipata, pọ si 0.328 µA cm-2 ninu ayẹwo Pseudomonas aeruginosa, eyiti o jẹ igba mẹrin ti o tobi ju ni apẹẹrẹ ti kii ṣe ti ibi (0.087 µA cm-2).
LPR jẹ ọna amọna elekitirokemika ti kii ṣe iparun fun itupalẹ ipata iyara.O tun ti lo lati ṣe iwadi MIC32.Lori ọpọtọ.2c ṣe afihan resistance polarization (Rp) gẹgẹbi iṣẹ ti akoko ifihan.Iwọn Rp ti o ga julọ tumọ si ibajẹ ti o dinku.Laarin awọn wakati 24 akọkọ, Rp 2707 HDSS ga ni 1955 kΩ cm2 fun awọn apẹẹrẹ abiotic ati 1429 kΩ cm2 fun awọn apẹrẹ Pseudomonas aeruginosa.Nọmba 2c tun fihan pe iye Rp dinku ni iyara lẹhin ọjọ kan ati lẹhinna o wa ni ibatan ko yipada ni awọn ọjọ 13 to nbọ.Iye RP ti ayẹwo Pseudomonas aeruginosa jẹ nipa 40 kΩ cm2, eyiti o kere pupọ ju iye 450 kΩ cm2 ti apẹẹrẹ ti kii ṣe ti ibi.
Iye icorr jẹ iwontunwọnsi si oṣuwọn ibajẹ aṣọ.Iye rẹ le ṣe iṣiro lati idogba Stern-Giri atẹle:
Ni ibamu si Zoe et al.33, iye aṣoju ti Tafel ite B ninu iṣẹ yii ni a mu lati jẹ 26 mV / dec.Nọmba 2d fihan pe icorr ti apẹẹrẹ ti kii ṣe ti ẹda 2707 duro ni iduroṣinṣin diẹ, lakoko ti apẹẹrẹ P. aeruginosa yipada pupọ lẹhin awọn wakati 24 akọkọ.Awọn iye icorr ti awọn ayẹwo P. aeruginosa jẹ aṣẹ titobi ti o ga ju ti awọn iṣakoso ti kii ṣe ti ibi.Aṣa yii jẹ ibamu pẹlu awọn abajade ti resistance polarization.
EIS jẹ ọna miiran ti kii ṣe iparun ti a lo lati ṣe apejuwe awọn aati elekitiroki lori awọn ibi-ilẹ ti o bajẹ.Sipekitira impedance ati awọn iye agbara iṣiro ti awọn ayẹwo ti o farahan si agbegbe abiotic ati ojutu Pseudomonas aeruginosa, fiimu palolo / resistance biofilm Rb ti a ṣẹda lori dada ayẹwo, resistance gbigbe agbara Rct, agbara iwọn ila meji eletiriki Cdl (EDL) ati awọn ipin ipin ipin QCPE igbagbogbo (CPE).Awọn paramita wọnyi ni a ṣe atupale siwaju nipasẹ ibamu data naa nipa lilo awoṣe iyika deede (EEC).
Lori ọpọtọ.3 fihan awọn igbero Nyquist aṣoju (a ati b) ati awọn igbero Bode (a' ati b') fun awọn ayẹwo 2707 HDSS ni media abiotic ati omitooro P. aeruginosa fun awọn akoko idabo oriṣiriṣi.Iwọn ila opin ti oruka Nyquist dinku ni iwaju Pseudomonas aeruginosa.Idite Bode (Fig. 3b') fihan ilosoke ninu ikọjujasi lapapọ.Alaye nipa igbagbogbo akoko isinmi le ṣee gba lati maxima alakoso.Lori ọpọtọ.4 fihan awọn ẹya ara ti o da lori monolayer (a) ati bilayer (b) ati awọn EEC ti o baamu.CPE ni a ṣe sinu awoṣe EEC.Gbigbawọle ati ikọlu rẹ jẹ afihan bi atẹle:
Awọn awoṣe ti ara meji ati awọn iyika deede ti o baamu fun ibaramu irisi ikọlu ti apẹẹrẹ 2707 HDSS:
nibiti Y0 jẹ iye KPI, j jẹ nọmba ero inu tabi (-1) 1/2, ω jẹ igbohunsafẹfẹ angula, n jẹ atọka agbara KPI kere ju ọkan35 lọ.Iyipada resistance gbigbe idiyele (ie 1/Rct) ni ibamu si oṣuwọn ipata.Rct ti o kere ju, iwọn ibajẹ ti o ga julọ27.Lẹhin awọn ọjọ 14 ti abeabo, awọn ayẹwo Rct ti Pseudomonas aeruginosa ti de 32 kΩ cm2, eyiti o kere pupọ ju 489 kΩ cm2 ti awọn ayẹwo ti kii-ti ibi (Table 4).
Awọn aworan CLSM ati awọn aworan SEM ni Nọmba 5 fihan ni kedere pe ideri biofilm lori oju ti ayẹwo HDSS 2707 lẹhin awọn ọjọ 7 jẹ ipon.Sibẹsibẹ, lẹhin awọn ọjọ 14, iṣeduro biofilm ko dara ati pe diẹ ninu awọn sẹẹli ti o ku han.Tabili 5 fihan sisanra biofilm lori awọn ayẹwo 2707 HDSS lẹhin ifihan si P. aeruginosa fun awọn ọjọ 7 ati 14.Iwọn biofilm ti o pọju yipada lati 23.4 µm lẹhin awọn ọjọ 7 si 18.9 µm lẹhin awọn ọjọ 14.Oṣuwọn biofilm apapọ tun jẹrisi aṣa yii.O dinku lati 22.2 ± 0.7 μm lẹhin awọn ọjọ 7 si 17.8 ± 1.0 μm lẹhin awọn ọjọ 14.
(a) Aworan 3-D CLSM ni awọn ọjọ 7, (b) Aworan 3-D CLSM ni awọn ọjọ 14, (c) Aworan SEM ni awọn ọjọ 7, ati (d) aworan SEM ni awọn ọjọ 14.
EMF ṣe afihan awọn eroja kemikali ni biofilms ati awọn ọja ipata lori awọn ayẹwo ti o farahan si P. aeruginosa fun awọn ọjọ 14.Lori ọpọtọ.Nọmba 6 fihan pe akoonu ti C, N, O, ati P ni biofilms ati awọn ọja ipata jẹ pataki ti o ga ju ninu awọn irin mimọ, nitori pe awọn eroja wọnyi ni nkan ṣe pẹlu biofilms ati awọn metabolites wọn.Awọn microbes nilo nikan wa awọn oye ti chromium ati irin.Awọn ipele giga ti Cr ati Fe ni biofilm ati awọn ọja ibajẹ lori oju awọn ayẹwo fihan pe matrix irin ti padanu awọn eroja nitori ibajẹ.
Lẹhin awọn ọjọ 14, awọn pits pẹlu ati laisi P. aeruginosa ni a ṣe akiyesi ni alabọde 2216E.Ṣaaju ki o to abeabo, awọn dada ti awọn ayẹwo je dan ati alebu awọn (Fig. 7a).Lẹhin iṣọpọ ati yiyọ biofilm ati awọn ọja ipata, awọn pits ti o jinlẹ lori oju awọn ayẹwo ni a ṣe ayẹwo ni lilo CLSM, bi a ṣe han ni 7b ati c.Ko si pitting ti o han gbangba ti a rii lori oju awọn idari ti kii ṣe ti ibi (ijinle pitting ti o pọju 0.02 µm).Ijinle ọfin ti o pọ julọ ti o ṣẹlẹ nipasẹ P. aeruginosa jẹ 0.52 µm ni awọn ọjọ 7 ati 0.69 µm ni awọn ọjọ 14, da lori apapọ ijinle ọfin ti o pọju lati awọn apẹẹrẹ 3 (10 o pọju awọn ijinle ọfin ti a yan fun apẹẹrẹ kọọkan).Aṣeyọri ti 0.42 ± 0.12 µm ati 0.52 ± 0.15 µm, lẹsẹsẹ (Table 5).Awọn iye ijinle iho wọnyi jẹ kekere ṣugbọn pataki.
(a) ṣaaju ifihan, (b) Awọn ọjọ 14 ni agbegbe abiotic, ati (c) ọjọ 14 ni omitooro Pseudomonas aeruginosa.
Lori ọpọtọ.Tabili 8 ṣe afihan awọn iwoye XPS ti ọpọlọpọ awọn ipele apẹrẹ, ati akopọ kemikali ti a ṣe atupale fun dada kọọkan ni akopọ ni Table 6. Ni tabili 6, awọn ipin atomiki ti Fe ati Cr ni iwaju P. aeruginosa (awọn ayẹwo A ati B) jẹ Elo kere ju awọn ti kii-ti ibi idari.(awọn apẹẹrẹ C ati D).Fun apẹẹrẹ P. aeruginosa, iwoye iwoye ni ipele ti Cr 2p nucleus ti ni ibamu si awọn paati oke mẹrin pẹlu awọn agbara abuda (BE) ti 574.4, 576.6, 578.3 ati 586.8 eV, eyiti a le sọ si Cr, Cr2O3, CrO .ati Cr (OH) 3, lẹsẹsẹ (Fig. 9a ati b).Fun awọn ayẹwo ti kii ṣe ti ẹda, irisi ti ipele akọkọ Cr 2p ni awọn oke akọkọ meji fun Cr (573.80 eV fun BE) ati Cr2O3 (575.90 eV fun BE) ni Ọpọtọ.9c ati d, lẹsẹsẹ.Iyatọ ti o yanilenu julọ laarin awọn ayẹwo abiotic ati awọn ayẹwo P. aeruginosa ni wiwa ti Cr6 + ati ipin ti o ga julọ ti Cr (OH) 3 (BE 586.8 eV) labẹ biofilm.
Awọn iwoye XPS gbooro ti oju ti ayẹwo 2707 HDSS ni media meji jẹ awọn ọjọ 7 ati 14, ni atele.
(a) 7 ọjọ ifihan si P. aeruginosa, (b) 14 ọjọ ifihan si P. aeruginosa, (c) 7 ọjọ ni ohun abiotic ayika, ati (d) 14 ọjọ ni ohun abiotic ayika.
HDSS ṣe afihan ipele giga ti resistance ipata ni ọpọlọpọ awọn agbegbe.Kim et al.2 royin pe HDSS UNS S32707 ni a mọ bi DSS alloyed ti o ga julọ pẹlu PREN ti o tobi ju 45. Iwọn PREN ti ayẹwo 2707 HDSS ninu iṣẹ yii jẹ 49. Eyi jẹ nitori akoonu chromium giga ati akoonu giga ti molybdenum ati nickel, eyiti o wulo ni awọn agbegbe ekikan.ati awọn agbegbe pẹlu akoonu kiloraidi giga.Ni afikun, akopọ ti o ni iwọntunwọnsi daradara ati microstructure ti ko ni abawọn jẹ anfani fun iduroṣinṣin igbekalẹ ati idena ipata.Bibẹẹkọ, laibikita resistance kemikali ti o dara julọ, data idanwo ninu iṣẹ yii daba pe 2707 HDSS ko ni aabo patapata si P. aeruginosa biofilm MICs.
Awọn abajade elekitirokemika fihan pe oṣuwọn ibajẹ ti 2707 HDSS ni P. aeruginosa broth pọ si ni pataki lẹhin awọn ọjọ 14 ni akawe si agbegbe ti kii ṣe ti ibi.Ni olusin 2a, idinku ninu Eocp ni a ṣe akiyesi mejeeji ni alabọde abiotic ati ni broth P. aeruginosa lakoko awọn wakati 24 akọkọ.Lẹhinna, biofilm naa bo oju ti ayẹwo naa patapata, ati pe Eocp di iduroṣinṣin36.Sibẹsibẹ, ipele Eocp ti isedale ga pupọ ju ipele Eocp ti kii ṣe ti ẹda lọ.Awọn idi wa lati gbagbọ pe iyatọ yii ni nkan ṣe pẹlu dida P. aeruginosa biofilms.Lori ọpọtọ.2d ni iwaju P. aeruginosa, iye icorr 2707 HDSS ti de 0.627 μA cm-2, eyiti o jẹ aṣẹ ti o ga ju ti iṣakoso abiotic (0.063 μA cm-2), eyiti o ni ibamu pẹlu iye Rct ti a ṣe. nipasẹ EIS.Ni awọn ọjọ diẹ akọkọ, awọn iye impedance ninu omitooro P. aeruginosa pọ si nitori asomọ ti awọn sẹẹli P. aeruginosa ati dida awọn biofilms.Bibẹẹkọ, nigbati biofilm ba bo dada ayẹwo patapata, ikọlu naa dinku.Layer aabo ti kọlu nipataki nitori dida biofilms ati awọn metabolites biofilm.Nitoribẹẹ, idena ipata dinku ni akoko pupọ ati asomọ ti P. aeruginosa fa ibajẹ agbegbe.Awọn aṣa ni awọn agbegbe abiotic yatọ.Idojukọ ibajẹ ti iṣakoso ti kii ṣe ti ibi jẹ ti o ga julọ ju iye ti o baamu ti awọn ayẹwo ti o farahan si P. aeruginosa broth.Ni afikun, fun awọn ẹya abiotic, iye Rct 2707 HDSS de 489 kΩ cm2 ni ọjọ 14, eyiti o jẹ awọn akoko 15 ti o ga ju iye Rct (32 kΩ cm2) niwaju P. aeruginosa.Bayi, 2707 HDSS ni o ni o tayọ ipata resistance ni a ifo ayika, sugbon ko ni sooro si MICs lati P. aeruginosa biofilms.
Awọn abajade wọnyi tun le ṣe akiyesi lati awọn iyipo polarization ni Ọpọtọ.2b.Ẹka Anodic ti ni nkan ṣe pẹlu iṣelọpọ biofilm Pseudomonas aeruginosa ati awọn aati ifoyina irin.Ni idi eyi, iṣeduro cathodic jẹ idinku ti atẹgun.Iwaju P. aeruginosa pọ si iwuwo lọwọlọwọ ipata, nipa aṣẹ titobi ti o ga ju iṣakoso abiotic lọ.Eyi tọkasi pe P. aeruginosa biofilm ṣe imudara ipata agbegbe ti 2707 HDSS.Yuan et al.29 rii pe iwuwo lọwọlọwọ ibajẹ ti Cu-Ni 70/30 alloy pọ si labẹ iṣẹ ti P. aeruginosa biofilm.Eyi le jẹ nitori biocatalysis ti idinku atẹgun nipasẹ Pseudomonas aeruginosa biofilms.Akiyesi yii le tun ṣe alaye MIC 2707 HDSS ninu iṣẹ yii.O tun le wa kere si atẹgun labẹ awọn biofilms aerobic.Nitorina, kiko lati tun-passivate irin dada pẹlu atẹgun le jẹ a ifosiwewe idasi si MIC ni yi iṣẹ.
Dickinson et al.38 daba pe oṣuwọn ti kemikali ati awọn aati elekitirokemika le ni ipa taara nipasẹ iṣẹ ṣiṣe ti iṣelọpọ ti awọn kokoro arun sessile lori oju ayẹwo ati iru awọn ọja ipata.Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 5 ati Tabili 5, nọmba awọn sẹẹli ati sisanra biofilm dinku lẹhin awọn ọjọ 14.Eyi le ṣe alaye ni otitọ nipasẹ otitọ pe lẹhin awọn ọjọ 14, pupọ julọ awọn sẹẹli sessile lori oju ti 2707 HDSS ku nitori idinku ijẹẹmu ni alabọde 2216E tabi itusilẹ awọn ions irin majele lati inu matrix 2707 HDSS.Eyi jẹ aropin ti awọn adanwo ipele.
Ninu iṣẹ yii, P. aeruginosa biofilm ṣe alabapin si idinku agbegbe ti Cr ati Fe labẹ biofilm lori oju 2707 HDSS (Fig. 6).Tabili 6 ṣe afihan idinku Fe ati Cr ni ayẹwo D ni akawe si ayẹwo C, ti o fihan pe Fe ati Cr ti tuka ti o fa nipasẹ P. aeruginosa biofilm duro fun awọn ọjọ 7 akọkọ.Ayika 2216E ni a lo lati ṣe adaṣe agbegbe ayika omi.O ni 17700 ppm Cl-, eyiti o jẹ afiwera si akoonu rẹ ninu omi okun adayeba.Iwaju 17700 ppm Cl- jẹ idi akọkọ fun idinku ninu Cr ni awọn ayẹwo abiotic ọjọ 7- ati 14 ti a ṣe atupale nipasẹ XPS.Ti a bawe si awọn ayẹwo P. aeruginosa, itusilẹ ti Cr ninu awọn ayẹwo abiotic jẹ kere pupọ nitori idiwọ ti o lagbara ti 2707 HDSS si chlorine labẹ awọn ipo abiotic.Lori ọpọtọ.9 fihan niwaju Cr6 + ninu fiimu passivating.O le ṣe alabapin ninu yiyọ chromium kuro lati awọn ibi-ilẹ irin nipasẹ P. aeruginosa biofilms, gẹgẹbi imọran nipasẹ Chen ati Clayton.
Nitori idagbasoke kokoro-arun, awọn iye pH ti alabọde ṣaaju ati lẹhin ogbin jẹ 7.4 ati 8.2, ni atele.Nitorinaa, ni isalẹ P. aeruginosa biofilm, ipata acid Organic ko ṣeeṣe lati ṣe alabapin si iṣẹ yii nitori pH ti o ga julọ ni alabọde olopobobo.pH ti alabọde iṣakoso ti kii ṣe ti ibi ko yipada ni pataki (lati ibẹrẹ 7.4 si 7.5 ipari) lakoko akoko idanwo ọjọ 14.Ilọsi pH ni alabọde inoculation lẹhin igbati o ni nkan ṣe pẹlu iṣẹ iṣelọpọ ti P. aeruginosa ati pe a ri pe o ni ipa kanna lori pH ni laisi awọn ila idanwo.
Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 7, ijinle ọfin ti o pọju ti o ṣẹlẹ nipasẹ P. aeruginosa biofilm jẹ 0.69 µm, eyiti o tobi pupọ ju ti alabọde abiotic (0.02 µm).Eyi ni ibamu pẹlu data elekitirokemika ti a ṣalaye loke.Ijinle ọfin ti 0.69 µm jẹ diẹ sii ju igba mẹwa kere ju iye 9.5 µm ti a royin fun 2205 DSS labẹ awọn ipo kanna.Awọn data wọnyi fihan pe 2707 HDSS ṣe afihan resistance to dara julọ si awọn MIC ju 2205 DSS.Eyi ko yẹ ki o wa bi iyalẹnu nitori 2707 HDSS ni awọn ipele Cr ti o ga julọ eyiti o pese ayeraye to gun, o nira diẹ sii lati depassivate P. aeruginosa, ati nitori ilana iṣeto iwọntunwọnsi rẹ laisi ojoriro Atẹle ipalara nfa pitting.
Ni ipari, awọn pits MIC ni a rii lori oju ti 2707 HDSS ni P. aeruginosa broth ti a fiwe si awọn ọfin ti ko ṣe pataki ni agbegbe abiotic.Iṣẹ yii fihan pe 2707 HDSS ni resistance to dara julọ si MIC ju 2205 DSS, ṣugbọn kii ṣe ajesara patapata si MIC nitori P. aeruginosa biofilm.Awọn abajade wọnyi ṣe iranlọwọ ni yiyan awọn irin alagbara irin to dara ati ireti igbesi aye fun agbegbe okun.
Kupọọnu fun 2707 HDSS ti a pese nipasẹ Ile-ẹkọ giga ti Ariwa ila-oorun (NEU) ti Metallurgy ni Shenyang, China.Ipilẹ ipilẹ ti 2707 HDSS ni a fihan ni Tabili 1, eyiti a ṣe atupale nipasẹ Ayẹwo Ohun elo NEU ati Ẹka Idanwo.Gbogbo awọn ayẹwo ni a ṣe itọju fun ojutu to lagbara ni 1180 ° C fun wakati kan.Ṣaaju idanwo ipata, apẹrẹ owo kan 2707 HDSS pẹlu agbegbe oke ti o ṣii ti 1 cm2 ni didan si 2000 grit pẹlu iyanrin carbide silikoni ati lẹhinna didan pẹlu 0.05 µm Al2O3 lulú lulú.Awọn ẹgbẹ ati isalẹ wa ni aabo pẹlu inert kun.Lẹhin gbigbẹ, awọn ayẹwo ni a fọ ​​pẹlu omi ti a ti sọ diionized ti o ni ifo ati ti a fi sterilized pẹlu 75% (v / v) ethanol fun 0.5 h.Lẹhinna wọn gbẹ ni afẹfẹ labẹ ina ultraviolet (UV) fun awọn wakati 0,5 ṣaaju lilo.
Marine Pseudomonas aeruginosa igara MCCC 1A00099 ti ra lati Xiamen Marine Culture Collection Centre (MCCC), China.Pseudomonas aeruginosa ti dagba labẹ awọn ipo aerobic ni 37 ° C. ni 250 milimita flasks ati 500 milimita gilasi awọn sẹẹli elekitirokemika lilo Marine 2216E omi alabọde (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China).Alabọde ni (g / l): 19.45 Nacl, 5.24 wamso4, 0.024 Srbl2, 0.02) 0.024 iwukara jade ati 0,1 irin citrate.Autoclave ni 121 ° C fun awọn iṣẹju 20 ṣaaju inoculation.Ka sessile ati awọn sẹẹli planktonic pẹlu hemocytometer kan labẹ maikirosikopu ina ni titobi 400x.Idojukọ akọkọ ti planktonic Pseudomonas aeruginosa lẹsẹkẹsẹ lẹhin inoculation jẹ isunmọ awọn sẹẹli 106 / milimita.
Awọn idanwo elekitirodi ni a ṣe ni sẹẹli gilaasi elekitirodu mẹta Ayebaye kan pẹlu iwọn alabọde ti 500 milimita.Iwe Pilatnomu ati elekitirodu calomel ti o kun (SAE) ni a ti sopọ si riakito nipasẹ awọn capillaries Luggin ti o kun fun awọn afara iyọ, eyiti o ṣiṣẹ bi counter ati awọn amọna itọkasi, lẹsẹsẹ.Fun iṣelọpọ awọn amọna ti n ṣiṣẹ, okun waya roba rubberized ni a so mọ ayẹwo kọọkan ati bo pelu resini iposii, nlọ nipa 1 cm2 ti agbegbe ti ko ni aabo fun elekiturodu ti n ṣiṣẹ ni ẹgbẹ kan.Lakoko awọn wiwọn elekitirokemika, awọn ayẹwo ni a gbe sinu alabọde 2216E ati ki o tọju ni iwọn otutu igbaduro igbagbogbo (37°C) ninu iwẹ omi kan.OCP, LPR, EIS ati data polarization ti o ni agbara ti o pọju ni a wọn ni lilo Autolab potentiostat (Itọkasi 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).Awọn idanwo LPR ni a gbasilẹ ni iwọn ọlọjẹ ti 0.125 mV s-1 ni iwọn -5 si 5 mV pẹlu Eocp ati iwọn iṣapẹẹrẹ ti 1 Hz.EIS ṣe pẹlu igbi ese lori iwọn igbohunsafẹfẹ ti 0.01 si 10,000 Hz ni lilo foliteji ti a lo ti 5 mV ni ipo Eocp ti o duro.Ṣaaju gbigba agbara ti o pọju, awọn amọna naa wa ni ipo aiṣiṣẹ titi iye iduroṣinṣin ti agbara ipata ọfẹ ti de.Lẹhinna a wọn awọn iyipo pola lati -0.2 si 1.5 V gẹgẹbi iṣẹ Eocp ni iwọn ọlọjẹ ti 0.166 mV/s.Igbeyewo kọọkan ni a tun ṣe ni igba mẹta pẹlu ati laisi P. aeruginosa.
Awọn ayẹwo fun itupalẹ metallographic jẹ didan ni ọna ẹrọ pẹlu iwe tutu 2000 grit SiC ati lẹhinna didan siwaju pẹlu idadoro lulú 0.05 µm Al2O3 fun akiyesi opitika.Onínọmbà Metallographic ni a ṣe pẹlu lilo maikirosikopu opiti.Awọn ayẹwo naa jẹ pẹlu ojutu 10 wt% ti potasiomu hydroxide 43.
Lẹhin iṣọpọ, awọn ayẹwo ni a fọ ​​ni igba 3 pẹlu saline buffered fosifeti (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) ati lẹhinna ti o wa titi pẹlu 2.5% (v / v) glutaraldehyde fun awọn wakati 10 lati ṣe atunṣe biofilms.Lẹhinna o ti gbẹ pẹlu ethanol ti a ti yan (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ati 100% nipasẹ iwọn didun) ṣaaju gbigbe afẹfẹ.Nikẹhin, fiimu goolu kan ti wa ni ipamọ si oju ti ayẹwo lati pese iṣiṣẹ fun akiyesi SEM.Awọn aworan SEM ni idojukọ lori awọn aaye pẹlu awọn sẹẹli P. aeruginosa sessile julọ lori oju ti ayẹwo kọọkan.Ṣe itupalẹ EDS lati wa awọn eroja kemikali.A microscope lesa confocal Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germany) ni a lo lati wiwọn ijinle ọfin naa.Lati ṣe akiyesi awọn ọfin ipata labẹ biofilm, ayẹwo ayẹwo ni akọkọ ti sọ di mimọ ni ibamu si Kannada National Standard (CNS) GB/T4334.4-2000 lati yọ awọn ọja ibajẹ ati biofilm kuro ni oju ti ayẹwo idanwo naa.
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 dada onínọmbà eto, Thermo VG, USA) onínọmbà ti a ṣe nipa lilo a monochromatic X-ray orisun (ila Aluminiomu Kα pẹlu ohun agbara ti 1500 eV ati agbara ti 150 W) ni kan jakejado ibiti o ti. abuda okunagbara 0 labẹ bošewa ipo ti -1350 eV.Awọn iwoye ti o ga julọ ni a gbasilẹ ni lilo agbara gbigbe ti 50 eV ati igbesẹ ti 0.2 eV.
A yọ awọn ayẹwo ti a fi silẹ ati ki o fọ ni irọrun pẹlu PBS (pH 7.4 ± 0.2) fun 15 s45.Lati ṣe akiyesi ṣiṣeeṣe kokoro-arun ti awọn biofilms lori awọn ayẹwo, awọn ẹda biofilms ti ni abawọn nipa lilo Apo Iṣeduro Kokoro LIVE/DEAD BacLight (Invitrogen, Eugene, OR, USA).Ohun elo naa ni awọn awọ fluorescent meji: SYTO-9 awọ Fuluorisenti alawọ ewe ati propidium iodide (PI) pupa Fuluorisenti pupa.Ni CLSM, alawọ ewe Fuluorisenti ati awọn aami pupa ṣe aṣoju awọn sẹẹli laaye ati ti o ku, lẹsẹsẹ.Fun idoti, 1 milimita ti adalu ti o ni 3 µl ti SYTO-9 ati 3 µl ti ojutu PI jẹ idabobo fun awọn iṣẹju 20 ni iwọn otutu yara (23°C) ninu okunkun.Lẹhinna, awọn ayẹwo abawọn ni a ṣe ayẹwo ni awọn iwọn gigun meji (488 nm fun awọn sẹẹli laaye ati 559 nm fun awọn sẹẹli ti o ku) ni lilo ohun elo Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japan).Iwọn sisanra biofilm jẹ iwọn ni ipo ọlọjẹ 3D.
Bii o ṣe le tọka nkan yii: Li, H. et al.Ipata microbial ti 2707 super duplex alagbara, irin nipasẹ Pseudomonas aeruginosa tona biofilm.ijinle sayensi.6, 20190. doi: 10.1038 / srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Wahala ipata cracking ti LDX 2101 duplex alagbara, irin ni chloride solusan ni niwaju thiosulphate. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Wahala ipata cracking ti LDX 2101 duplex alagbara, irin ni chloride solusan ni niwaju thiosulphate. 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. Wahala ipata wo inu duplex alagbara, irin LDX 2101 ni chloride solusan ni niwaju thiosulfate. 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. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворе хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Wahala ipata wo inu duplex alagbara, irin LDX 2101 ni chloride ojutu ni niwaju thiosulfate.koros Imọ 80, 205-212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Awọn ipa ti itọju ooru-ooru ojutu ati nitrogen ni gaasi idabobo lori resistance si pitting ipata ti hyper duplex alagbara, irin welds. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Awọn ipa ti itọju ooru-ooru ojutu ati nitrogen ni gaasi idabobo lori resistance si pitting ipata ti hyper duplex alagbara, irin welds.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS ati Park, YS Ipa ti itọju igbona ojutu to lagbara ati nitrogen ni gaasi idabobo lori resistance ipata pitting ti hyperduplex alagbara, irin welds. Kim. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS ati Park, YS Ipa ti ojutu ooru itọju ati nitrogen ni idabobo gaasi lori pitting ipata resistance ti Super duplex alagbara, irin welds.koros.ijinle sayensi.Ọdun 53, 1939-1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Iwadi afiwe ninu kemistri ti microbially ati electrochemically induced pitting of 316L alagbara, irin. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Iwadi afiwe ninu kemistri ti microbially ati electrochemically induced pitting of 316L alagbara, irin.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. ati Lewandowski, Z. Iwadi kemikali afiwera ti microbiological ati pitting electrochemical ti 316L irin alagbara, irin. 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. ati Lewandowski, Z. Iwadi kemikali afiwera ti microbiological ati electrochemically induced pitting ni 316L irin alagbara, irin.koros.ijinle sayensi.45, 2577-2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Iwa elekitirokemika ti 2205 duplex alagbara, irin ni awọn solusan ipilẹ pẹlu pH ti o yatọ si niwaju kiloraidi. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Iwa elekitirokemika ti 2205 duplex alagbara, irin ni awọn solusan ipilẹ pẹlu pH ti o yatọ si niwaju kiloraidi.Luo H., Dong KF, Lee HG ati Xiao K. Electrochemical ihuwasi ti duplex alagbara, irin 2205 ni ipilẹ solusan pẹlu o yatọ si pH ni niwaju kiloraidi. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Electrochemical ihuwasi ti 双相 irin alagbara, irin ni niwaju kiloraidi ni orisirisi pH ni ipilẹ ojutu.Luo H., Dong KF, Lee HG ati Xiao K. Electrochemical ihuwasi ti duplex alagbara, irin 2205 ni ipilẹ solusan pẹlu o yatọ si pH ni niwaju kiloraidi.Electrochem.Iwe irohin.64, 211-220 (2012).
Kekere, BJ, Lee, JS & Ray, RI Ipa ti awọn biofilms omi lori ipata: Atunwo ṣoki. Kekere, BJ, Lee, JS & Ray, RI Ipa ti awọn biofilms omi lori ipata: Atunwo ṣoki.Kekere, BJ, Lee, JS ati Ray, Ipa RI ti Marine Biofilms lori Ipata: Atunwo kukuru. Kekere, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述。 Kekere, BJ, Lee, JS & Ray, RIKekere, BJ, Lee, JS ati Ray, Ipa RI ti Marine Biofilms lori Ipata: Atunwo kukuru.Electrochem.Iwe irohin.54, 2-7 (2008).