Matur nuwun kanggo ngunjungi Nature.com.Sampeyan nggunakake versi browser kanthi dhukungan CSS winates.Kanggo pengalaman paling apik, disaranake sampeyan nggunakake browser sing dianyari (utawa mateni Mode Kompatibilitas ing Internet Explorer).Kajaba iku, kanggo njamin dhukungan sing terus-terusan, kita nuduhake situs kasebut tanpa gaya lan JavaScript.
Nampilake carousel telung slide bebarengan.Gunakake tombol Sadurungé lan Sabanjure kanggo pindhah liwat telung minger bebarengan, utawa nggunakake tombol panggeser ing mburi kanggo pindhah liwat telung minger bebarengan.
Korosi mikroba (MIC) minangka masalah utama ing pirang-pirang industri amarga bisa nyebabake kerugian ekonomi sing gedhe.Super duplex stainless steel 2707 (2707 HDSS) digunakake ing lingkungan segara amarga resistance kimia banget.Nanging, resistensi marang MIC durung ditampilake kanthi eksperimen.Panliten iki nliti prilaku MIC 2707 HDSS sing disebabake dening bakteri aerob laut Pseudomonas aeruginosa.Analisis elektrokimia nuduhake yen ing ngarsane biofilm Pseudomonas aeruginosa ing medium 2216E, potensial korosi diganti kanthi positif, lan kapadhetan arus korosi tambah.Asil analisis spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) nuduhake penurunan kandungan Cr ing permukaan sampel ing ngisor biofilm.Analisis gambar pit nuduhake yen biofilm Pseudomonas aeruginosa ngasilake ambane pit maksimal 0,69 µm sawise 14 dina kultur.Senajan iki cilik, iku tabet menawa 2707 HDSS ora rampung imun kanggo efek saka biofilm P. aeruginosa ing MIC.
Duplex stainless steel (DSS) digunakake digunakake ing macem-macem industri amarga kombinasi sampurna saka mechanical banget lan resistance karat1,2.Nanging, pitting lokal isih bisa kedadeyan, sing bisa mengaruhi integritas baja iki 3, 4.DSS ora dilindhungi saka korosi mikroba (MIC)5,6.Senajan sawetara aplikasi DSS amba banget, isih ana lingkungan kang resistance karat saka DSS ora cukup kanggo nggunakake long term.Iki tegese bahan sing luwih larang kanthi resistensi karat sing luwih dhuwur dibutuhake.Jeon et al.7 ketemu sing malah super duplex stainless steel (SDSS) wis sawetara watesan ing syarat-syarat resistance karat.Mulane, ana perlu kanggo super duplex stainless steels (HDSS) karo resistance karat luwih ing aplikasi tartamtu.Iki mimpin kanggo pangembangan HDSS Highly alloyed.
Ketahanan korosi DSS ditemtokake dening rasio α-phase kanggo γ-phase lan area sing kurang ing Cr, Mo lan W jejere fase sekunder8,9,10.HDSS ngandhut isi dhuwur saka Cr, Mo lan N11, kang menehi resistance karat banget lan nilai dhuwur (45-50) padha karo pitting resistance Nilai (PREN), kang ditetepake dening wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo. + 0, 5 wt % W) + 16 wt %.N12.Ketahanan korosi sing apik banget gumantung saka komposisi sing seimbang sing ngemot kira-kira 50% fase feritik (α) lan 50% austenitik (γ).HDSS wis nambah sifat mekanik lan resistensi klorin luwih dhuwur tinimbang DSS13 konvensional.Karakteristik korosi kimia.Ketahanan korosi sing luwih apik ngluwihi panggunaan HDSS ing lingkungan klorida sing luwih agresif kayata lingkungan laut.
MIC minangka masalah sing signifikan ing pirang-pirang industri, kalebu pasokan minyak lan gas lan banyu14.MIC nyathet 20% saka kabeh karusakan karat15.MIC minangka korosi bioelektrokimia sing bisa diamati ing akeh lingkungan16.Pembentukan biofilm ing permukaan logam ngganti kondisi elektrokimia lan kanthi mangkono mengaruhi proses korosi.Umume ditampa manawa korosi MIC disebabake dening biofilm14.Mikroorganisme elektrogenik mangan logam kanggo entuk energi kanggo urip17.Panaliten MIC pungkasan wis nuduhake yen EET (transfer elektron ekstrasel) minangka faktor pembatas kanggo MIC sing diakibatake dening mikroorganisme elektrogenik.Zhang et al.18 nuduhake yen mediator elektron nyepetake transfer elektron antarane sel sessile Desulfovibrio vulgaris lan 304 stainless steel, nyebabake serangan MIC sing luwih abot.Anning et al.19 lan Wenzlaff et al.20 wis nuduhake yen biofilm saka bakteri pereduksi sulfat korosif (SRBs) bisa nyerep elektron langsung saka substrat logam, nyebabake pitting sing abot.
DSS dikenal rentan kanggo MIC ing media ngemot SRBs, iron-reducing bacteria (IRBs), etc. 21.Bakteri iki nyebabake pitting lokal ing permukaan DSS ing sangisore biofilm22,23.Ora kaya DSS, sethithik sing dingerteni babagan MIC HDSS24.
Pseudomonas aeruginosa minangka bakteri Gram-negatif, motil, wangun rod sing akeh disebarake ing alam25.Pseudomonas aeruginosa uga minangka mikrobiota utama sing tanggung jawab kanggo MIC baja ing lingkungan laut26.Spesies Pseudomonas melu langsung ing proses korosi lan diakoni minangka penjajah pisanan sajrone pembentukan biofilm27.Mahat et al.28 lan Yuan et al.29 nuduhake manawa Pseudomonas aeruginosa cenderung nambah tingkat korosi baja ringan lan paduan ing lingkungan akuatik.
Tujuan utama karya iki yaiku nyinaoni sifat MIC saka 2707 HDSS sing disebabake dening bakteri aerobik laut Pseudomonas aeruginosa nggunakake metode elektrokimia, metode analisis permukaan lan analisis produk korosi.Pasinaon elektrokimia kalebu potensial sirkuit terbuka (OCP), resistensi polarisasi linier (LPR), spektroskopi impedansi elektrokimia (EIS) lan polarisasi potensial dinamis ditindakake kanggo nyinaoni prilaku MIC 2707 HDSS.Analisis spektroskopi dispersif energi (EDS) ditindakake kanggo ndeteksi unsur kimia ing permukaan sing karat.Kajaba iku, stabilitas pasif film oksida ing pangaruh lingkungan segara sing ngemot Pseudomonas aeruginosa ditemtokake dening spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS).Ambane pit diukur nganggo mikroskop laser scanning confocal (CLSM).
Tabel 1 nuduhake komposisi kimia saka 2707 HDSS.Tabel 2 nuduhake yen 2707 HDSS nduweni sifat mekanik sing apik banget kanthi kekuatan ngasilake 650 MPa.Ing anjir.1 nuduhake microstructure optik solusi panas dianggep 2707 HDSS.Pita elongated fase austenitik lan feritik tanpa fase sekunder bisa dideleng ing struktur mikro sing ngemot kira-kira 50% austenitik lan 50% fase feritik.
Ing anjir.2a nuduhake potensial sirkuit terbuka (Eocp) versus wektu cahya kanggo 2707 HDSS ing medium abiotik 2216E lan kaldu Pseudomonas aeruginosa suwene 14 dina ing suhu 37°C.Ditemokake yen owah-owahan sing paling jelas ing Eocp dumadi sajrone 24 jam pisanan.Nilai Eocp ing loro kasus kasebut puncaké kira-kira -145 mV (versus SCE) kira-kira 16 jam banjur mudhun banget dadi -477 mV (versus SCE) lan -236 mV (versus SCE) kanggo sampel non-biologis lan P kanggo relatif. SCE) godhong patina, mungguh.Sawise 24 jam, nilai Eocp saka Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS tetep relatif stabil ing -228 mV (dibandhingake karo SCE), dene nilai sing cocog kanggo sampel non-biologis kira-kira -442 mV (dibandhingake karo SCE).Eocp ing ngarsane Pseudomonas aeruginosa cukup kurang.
Pengujian elektrokimia saka 2707 sampel HDSS ing media abiotik lan kaldu Pseudomonas aeruginosa ing suhu 37°C:
(a) Owah-owahan ing Eocp karo wektu cahya, (b) kurva polarisasi ing dina 14, (c) owah-owahan ing Rp karo wektu cahya, (d) owah-owahan ing corr karo wektu cahya.
Tabel 3 nuduhake paramèter korosi elektrokimia saka 2707 sampel HDSS sing kapapar media inokulasi abiotik lan P. aeruginosa sajrone wektu 14 dina.Ekstrapolasi tangensial saka kurva anodik lan katodik menyang titik persimpangan ngidini penentuan kerapatan arus korosi (icorr), potensial korosi (Ecorr) lan kemiringan Tafel (βα lan βc) miturut metode standar30,31.
Minangka ditampilake ing Figure 2b, owah-owahan munggah saka kurva P. aeruginosa nyebabake paningkatan Ecorr dibandhingake karo kurva abiotik.Nilai icorr sampel sing ngandhut Pseudomonas aeruginosa, proporsional karo tingkat korosi, mundhak dadi 0,328 μA cm-2, sing kaping papat luwih gedhe tinimbang sampel non-biologis (0,087 μA cm-2).
LPR minangka metode elektrokimia klasik kanggo analisis karat sing ora ngrusak.Uga wis digunakake kanggo sinau MIC32.Ing anjir.2c nuduhake owah-owahan ing resistance polarisasi (Rp) gumantung ing wektu cahya.Nilai Rp sing luwih dhuwur tegese kurang korosi.Ing 24 jam kapisan, HDSS Rp 2707 puncaké yaiku 1955 kΩ cm2 kanggo spesimen non-biologis lan 1429 kΩ cm2 kanggo spesimen Pseudomonas aeruginosa.Gambar 2c uga nuduhake yen regane Rp mudhun kanthi cepet sawise sedina lan tetep relatif ora owah sajrone 13 dina sabanjure.Nilai Rp kanggo spesimen uji Pseudomonas aeruginosa kurang luwih 40 kΩ cm2, luwih murah tinimbang nilai 450 kΩ cm2 kanggo spesimen uji non-biologis.
Nilai icorr sebanding karo tingkat korosi seragam.Nilai kasebut bisa diitung saka persamaan Stern-Giri ing ngisor iki:
Miturut Zoe et al.33 Tafel slope B dijupuk minangka nilai khas 26 mV / dec ing karya iki.Ing anjir.2d nuduhake yen icorr saka galur abiotik 2707 tetep relatif stabil, nalika icorr pita Pseudomonas aeruginosa fluktuasi banget karo lompat gedhe sawise 24 jam pisanan.Nilai icorr saka sampel uji Pseudomonas aeruginosa ana urutan gedhene luwih dhuwur tinimbang kontrol non-biologis.Tren iki konsisten karo asil resistensi polarisasi.
EIS minangka cara non-destruktif liyane sing digunakake kanggo nemtokake reaksi elektrokimia ing antarmuka korosi34.Spektrum impedansi lan petungan kapasitansi ngudani kapapar media abiotik lan solusi saka Pseudomonas aeruginosa, Rb punika resistance pasif / biofilm kawangun ing lumahing Strip, Rct punika resistance transfer daya, Cdl punika lapisan pindho electrical.) lan parameter unsur fase konstan (CPE) QCPE.Paramèter kasebut luwih dianalisis kanthi mbandhingake data karo model sirkuit listrik (EEC) sing padha.
Ing anjir.3 nuduhake plot Nyquist khas (a lan b) lan plot Bode (a 'lan b') saka 2707 sampel HDSS ing media abiotik lan duduh kaldu Pseudomonas aeruginosa ing macem-macem kaping inkubasi.Ing ngarsane Pseudomonas aeruginosa, diameter loop Nyquist mudhun.Plot Bode (Fig. 3b ') nuduhake Tambah ing total impedansi.Informasi babagan konstanta wektu istirahat bisa dipikolehi saka fase maksimal.Ing anjir.4 nuduhake struktur fisik lan EEC cocog adhedhasar siji-lapisan (a) lan loro-lapisan (b).CPE dienal ing model EEC.Adonan lan impedansi kasebut dituduhake kaya ing ngisor iki:
Rong model fisik lan sirkuit sing padha kanggo pas karo spektrum impedansi kupon 2707 HDSS:
Yen Y0 minangka magnitudo CPE, j minangka angka khayalan utawa (−1)1/2, ω minangka frekuensi sudut, lan n minangka faktor daya CPE kurang saka siji35.Inversi resistensi transfer muatan (yaiku 1/Rct) cocog karo tingkat karat.Nilai Rct sing luwih murah tegese tingkat korosi sing luwih dhuwur27.Sawise 14 dina inkubasi, Rct saka sampel uji Pseudomonas aeruginosa tekan 32 kΩ cm2, sing luwih cilik tinimbang 489 kΩ cm2 saka sampel uji non-biologis (Tabel 4).
Gambar CLSM lan gambar SEM ing anjir.5 kanthi jelas nuduhake manawa jangkoan biofilm ing permukaan sampel HDSS 2707 padhet banget sawise 7 dina.Nanging, sawise 14 dina lapisan biofilm dadi jarang lan sawetara sel mati katon.Tabel 5 nuduhake kekandelan biofilm saka 2707 sampel HDSS sawise 7 lan 14 dina paparan Pseudomonas aeruginosa.Ketebalan biofilm maksimal diganti saka 23,4 µm sawise 7 dina dadi 18,9 µm sawise 14 dina.Kekandelan biofilm rata-rata uga ngonfirmasi tren iki.Suda saka 22,2 ± 0,7 μm sawise 7 dina dadi 17,8 ± 1,0 μm sawise 14 dina.
(a) Gambar 3-D CLSM ing 7 dina, (b) Gambar 3-D CLSM ing 14 dina, (c) gambar SEM ing 7 dina, lan (d) gambar SEM ing 14 dina.
EMF ngungkapake unsur kimia ing biofilm lan produk karat ing conto sing kapapar Pseudomonas aeruginosa suwene 14 dina.Ing anjir.Gambar 6 nuduhake yen isi C, N, O, P ing biofilm lan produk korosi luwih dhuwur tinimbang logam murni, amarga unsur kasebut ana gandhengane karo biofilm lan metabolit.Mikroorganisme mbutuhake mung tilak jumlah Cr lan Fe.Isi dhuwur saka Cr lan Fe ing biofilm lan produk karat ing lumahing sampel nuduhake mundhut saka unsur ing matriks logam minangka asil saka korosi.
Sawise 14 dina, pit karo lan tanpa P. aeruginosa diamati ing medium 2216E.Sadurunge inkubasi, permukaan sampel alus lan tanpa cacat (Gambar 7a).Sawise inkubasi lan mbusak produk biofilm lan korosi, bolongan paling jero ing permukaan sampel ditliti nggunakake CLSM, kaya sing ditampilake ing Gambar 7b lan c.Ora ana pitting sing jelas ditemokake ing permukaan kontrol non-biologis (jero pit maksimal 0,02 µm).Ambane pit maksimum sing disebabake dening Pseudomonas aeruginosa yaiku 0,52 µm sawise 7 dina lan 0,69 µm sawise 14 dina, adhedhasar rata-rata ambane pit maksimum saka 3 sampel (10 ambane pit maksimum dipilih kanggo saben sampel) lan tekan 0,42 ± 0,12 µm. .lan 0,52 ± 0,15 µm (Tabel 5).Nilai ambane lesung iki cilik nanging penting.
(a) sadurunge cahya;(b) 14 dina ing lingkungan abiotik;(c) 14 dina ing kaldu P. aeruginosa.
Ing anjir.Tabel 8 nuduhake spektrum XPS saka macem-macem lumahing sampel, lan kimia analisa kanggo saben lumahing wis rangkuman ing Tabel 6. Ing Tabel 6, persentasi atom Fe lan Cr padha luwih murah ing ngarsane P. aeruginosa (sampel A lan B. ) tinimbang ing jalur kontrol non-biologis.(sampel C lan D).Kanggo sampel Pseudomonas aeruginosa, kurva spektral tingkat inti Cr 2p dipasang ing papat komponen puncak kanthi energi pengikat (BE) 574.4, 576.6, 578.3 lan 586.8 eV, sing ditugasake kanggo Cr, Cr2O3, CrO3 lan Cr( 3, mungguh (Fig. 9a lan b).Kanggo sampel nonbiologis, spektrum tingkat inti Cr 2p ing Fig.9c lan d ngemot rong puncak utama Cr (BE 573.80 eV) lan Cr2O3 (BE 575.90 eV).Bentenane sing paling mencolok antarane kupon abiotik lan kupon P. aeruginosa yaiku anane Cr6+ lan fraksi Cr(OH)3 sing relatif dhuwur (BE 586.8 eV) ing sangisore biofilm.
Spektrum XPS lumahing jembar saka 2707 conto HDSS ing rong media suwene 7 lan 14 dina.
(a) 7 dina paparan P. aeruginosa, (b) 14 dina paparan P. aeruginosa, (c) 7 dina paparan abiotik, (d) 14 dina paparan abiotik.
HDSS nuduhake tingkat dhuwur saka resistance karat ing paling lingkungan.Kim et al.2 nglapurake yen HDSS UNS S32707 diidentifikasi minangka DSS doped banget kanthi PREN luwih saka 45. Nilai PREN saka sampel HDSS 2707 ing karya iki yaiku 49. Iki amarga isi Cr dhuwur lan dhuwure Mo lan Ni, sing migunani ing lingkungan asam lan lingkungan kanthi kandungan klorida sing dhuwur.Kajaba iku, komposisi sing seimbang lan mikrostruktur tanpa cacat nyedhiyakake stabilitas struktur lan tahan karat.Senadyan resistensi kimia sing apik banget, data eksperimen ing karya iki nuduhake yen 2707 HDSS ora kebal banget marang MIC biofilm Pseudomonas aeruginosa.
Asil elektrokimia nuduhake yen tingkat korosi 2707 HDSS ing kaldu Pseudomonas aeruginosa mundhak sacara signifikan sawise 14 dina dibandhingake karo lingkungan non-biologis.Ing Gambar 2a, penurunan Eocp diamati ing medium abiotik lan ing kaldu P. aeruginosa sajrone 24 jam pisanan.Sawisé iku, biofilm rampung nutupi permukaan sampel lan Eocp dadi relatif stabil.Nanging, tingkat Eocp biotik luwih dhuwur tinimbang tingkat Eocp abiotik.Ana alasan kanggo pracaya yen prabédan iki digandhengake karo pambentukan biofilm P. aeruginosa.Ing anjir.2g, nilai icorr saka 2707 HDSS tekan 0,627 μA cm-2 ing ngarsane Pseudomonas aeruginosa, sing urutan gedhene luwih dhuwur tinimbang kontrol non-biologis (0,063 μA cm-2), sing konsisten karo Rct. nilai diukur dening EIS.Sajrone sawetara dina pisanan, nilai impedansi ing kaldu P. aeruginosa tambah amarga lampiran sel P. aeruginosa lan pembentukan biofilm.Nanging, impedansi mudhun nalika biofilm rampung nutupi permukaan sampel.Lapisan protèktif diserang utamané amarga pambentukan biofilm lan metabolit biofilm.Mulane, resistance karat sudo liwat wektu, lan celengan saka Pseudomonas aeruginosa nyebabake karat lokal.Tren ing lingkungan abiotik beda-beda.Ketahanan korosi kontrol non-biologis luwih dhuwur tinimbang nilai sing cocog saka sampel sing kapapar kaldu Pseudomonas aeruginosa.Kajaba iku, kanggo sampel abiotik, nilai HDSS Rct 2707 tekan 489 kΩ cm2 ing dina 14, yaiku 15 kaping luwih dhuwur tinimbang anane Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ cm2).Mangkono, 2707 HDSS nduweni ketahanan korosi sing apik ing lingkungan sing steril, nanging ora dilindhungi saka serangan MIC dening biofilm Pseudomonas aeruginosa.
Asil kasebut uga bisa diamati saka kurva polarisasi ing Fig.2b.Cabang anodik digandhengake karo pembentukan biofilm Pseudomonas aeruginosa lan reaksi oksidasi logam.Ing wektu sing padha, reaksi katodik yaiku pengurangan oksigen.Anane P. aeruginosa sacara signifikan ningkatake kapadhetan arus korosi, sing kira-kira urutan gedhene luwih dhuwur tinimbang ing kontrol abiotik.Iki nuduhake yen biofilm Pseudomonas aeruginosa nambah korosi lokal saka 2707 HDSS.Yuan et al.29 nemokake yen Kapadhetan saiki korosi saka paduan Cu-Ni 70/30 ditambah dening biofilm Pseudomonas aeruginosa.Iki bisa uga amarga biocatalysis pengurangan oksigen dening biofilm Pseudomonas aeruginosa.Observasi iki uga bisa nerangake MIC 2707 HDSS ing karya iki.Biofilm aerobik uga bisa nyuda isi oksigen ing ngisore.Mangkono, penolakan kanggo repassivate lumahing logam karo oksigen bisa dadi faktor contributing kanggo MIC ing karya iki.
Dickinson et al.38 nyaranake yen tingkat reaksi kimia lan elektrokimia langsung gumantung marang aktivitas metabolisme bakteri sing ditempelake ing permukaan sampel lan sifat produk korosi.Kaya sing ditampilake ing Gambar 5 lan Tabel 5, jumlah sel lan kekandelan biofilm mudhun sawise 14 dina.Iki bisa diterangake kanthi wajar yen sawise 14 dina sebagian besar sel sing dipasang ing permukaan 2707 HDSS mati amarga kekurangan nutrisi ing medium 2216E utawa ngeculake ion logam beracun saka matriks 2707 HDSS.Iki minangka watesan saka eksperimen batch.
Ing karya iki, biofilm Pseudomonas aeruginosa ningkataké panipisan lokal Cr lan Fe ing biofilm ing lumahing 2707 HDSS (Fig. 6).Ing Tabel 6, Fe lan Cr suda ing sampel D dibandhingake sampel C, nuduhake yen Fe lan Cr disolusi disebabake P. aeruginosa biofilm iki maintained sawise 7 dina pisanan.Lingkungan 2216E digunakake kanggo simulasi lingkungan segara.Isine 17700 ppm Cl-, sing bisa dibandhingake karo isine ing banyu segara alami.Anane 17700 ppm Cl- minangka alasan utama kanggo nyuda Cr ing sampel non-biologis 7 dina lan 14 dina sing dianalisis dening XPS.Dibandhingake karo sampel uji Pseudomonas aeruginosa, pembubaran Cr ing sampel uji abiotik luwih sithik amarga resistensi kuat 2707 HDSS kanggo klorin ing lingkungan abiotik.Ing anjir.9 nuduhake anané Cr6+ ing film passivating.Iki bisa uga ana hubungane karo mbusak Cr saka permukaan baja dening biofilm P. aeruginosa, kaya sing disaranake dening Chen lan Clayton39.
Amarga pertumbuhan bakteri, nilai pH medium sadurunge lan sawise inkubasi yaiku 7,4 lan 8,2, masing-masing.Mangkono, korosi asam organik ora mungkin nyumbang kanggo karya iki ing biofilm P. aeruginosa amarga pH sing relatif dhuwur ing medium akeh.pH saka medium kontrol non-biologis ora owah sacara signifikan (saka 7,4 awal nganti 7,5 pungkasan) sajrone periode tes 14 dina.Tambah pH ing medium inokulum sawise inkubasi digandhengake karo aktivitas metabolisme Pseudomonas aeruginosa, lan efek sing padha ing pH ditemokake yen ora ana strip test.
Kaya sing dituduhake ing anjir.7, ambane pit maksimum sing disebabake dening biofilm Pseudomonas aeruginosa yaiku 0,69 µm, sing luwih gedhe tinimbang ing medium abiotik (0,02 µm).Iki setuju karo data elektrokimia ing ndhuwur.Ing kahanan sing padha, ambane pit 0,69 µm luwih saka sepuluh kaping luwih cilik tinimbang nilai 9,5 µm sing ditemtokake kanggo 2205 DSS40.Data kasebut nuduhake yen 2707 HDSS nuduhake resistensi sing luwih apik kanggo MIC tinimbang 2205 DSS.Iki ora ngageti wiwit 2707 HDSS wis tingkat Cr luwih, sing ngidini passivation maneh, ndadekake Pseudomonas aeruginosa luwih angel depassivate, lan miwiti proses tanpa mbebayani secondary udan Pitting41.
Kesimpulane, pitting MIC ditemokake ing permukaan HDSS 2707 ing kaldu Pseudomonas aeruginosa, nalika pitting bisa diabaikan ing media abiotik.Karya iki nuduhake yen 2707 HDSS nduweni resistensi sing luwih apik kanggo MIC tinimbang 2205 DSS, nanging ora kebal banget marang MIC amarga biofilm Pseudomonas aeruginosa.Asil kasebut mbantu milih baja tahan karat sing cocog lan pangarep-arep urip kanggo lingkungan segara.
Sampel HDSS 2707 diwenehake dening School of Metallurgy, Northeastern University (NEU), Shenyang, China.Komposisi unsur 2707 HDSS ditampilake ing Tabel 1, sing dianalisis dening Analisis Bahan lan Departemen Pengujian Universitas Northeastern.Kabeh sampel diolah kanggo solusi padhet ing 1180 ° C suwene 1 jam.Sadurunge tes korosi, baja koin 2707 HDSS kanthi area permukaan sing mbukak 1 cm2 dipoles nganti grit 2000 nganggo sandpaper silikon karbida lan banjur dipoles nganggo slurry bubuk Al2O3 0,05 µm.Sisih lan ngisor dilindhungi karo cat inert.Sawise garing, sampel dikumbah nganggo banyu deionisasi steril lan disterilisasi nganggo etanol 75% (v/v) suwene 0,5 jam.Dheweke banjur dikeringake nganggo sinar ultraviolet (UV) 0,5 jam sadurunge digunakake.
galur laut Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 dituku saka Xiamen Marine Culture Collection (MCCC), China.Medium cair Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China) digunakake kanggo kultur Pseudomonas aeruginosa ing labu 250 ml lan sel kaca elektrokimia 500 ml ing kondisi aerobik ing suhu 37 ° C.Sedheng ngandhut (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 SrCl2, 0,02 SrBr2, 0,08 SrBr2, 0,08 SrBr2 0,008, 0,008 Na4F0H20PO.1,0 ekstrak ragi lan 0,1 sitrat wesi.Autoclave ing 121 ° C suwene 20 menit sadurunge inokulasi.Sèl sessile lan planktonik diitung ing mikroskop cahya nggunakake hemocytometer kanthi perbesaran 400x.Konsentrasi awal sel P. aeruginosa planktonik sanalika sawise inokulasi kira-kira 106 sel/mL.
Tes elektrokimia ditindakake ing sel kaca telung elektroda klasik kanthi volume medium 500 ml.Lembaran platinum lan elektroda calomel jenuh (SCE) disambungake menyang reaktor liwat kapiler Luggin sing diisi karo jembatan uyah lan dadi elektroda counter lan referensi.Kanggo nggawe elektroda kerja, kabel tembaga sing dilapisi karet dipasang ing saben sampel lan dilapisi epoksi, ninggalake sekitar 1 cm2 area permukaan ing sisih siji kanggo elektroda sing digunakake.Sajrone pangukuran elektrokimia, sampel diselehake ing medium 2216E lan disimpen ing suhu inkubasi konstan (37 ° C) ing adus banyu.OCP, LPR, EIS lan data polarisasi dinamis potensial diukur nggunakake potentiostat Autolab (Referensi 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).Tes LPR direkam ing tingkat pindai 0,125 mV s-1 ing kisaran -5 lan 5 mV lan Eocp kanthi tingkat sampling 1 Hz.EIS dileksanakake ing kahanan ajeg Eocp nggunakake voltase Applied saka 5 mV karo sinusoid liwat sawetara frekuensi saka 0,01 kanggo 10,000 Hz.Sadurunge sapuan potensial, elektroda ana ing mode sirkuit mbukak nganti potensial karat bebas stabil 42 tekan.karo.Saben tes diulang kaping telu kanthi lan tanpa Pseudomonas aeruginosa.
Sampel kanggo analisis metalografi dipoles kanthi mekanis nganggo kertas SiC basah 2000 grit lan banjur dipoles nganggo slurry bubuk Al2O3 0,05 µm kanggo pengamatan optik.Analisis metalografi ditindakake kanthi nggunakake mikroskop optik.Sampel diukir nganggo larutan kalium hidroksida 10% 43.
Sawise inkubasi, wisuh kaping telu nganggo phosphate buffered saline (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) lan banjur ndandani karo 2,5% (v / v) glutaraldehyde suwene 10 jam kanggo ndandani biofilm.Dehidrasi sakteruse karo etanol ing seri stepped (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% lan 100% volume) sadurunge pangatusan online.Pungkasan, film emas disemprotake ing permukaan sampel kanggo nyedhiyakake konduktivitas kanggo pengamatan SEM44.Gambar SEM fokus ing lokasi kanthi sel P. aeruginosa sing paling mantep ing permukaan saben sampel.Analisis EMF ditindakake kanggo ndeteksi unsur kimia.Kanggo ngukur ambane pit, Zeiss confocal laser scanning microscope (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Jerman) digunakake.Kanggo mirsani jugangan karat ing biofilm, sampel test pisanan di resiki miturut Standar Nasional Cina (CNS) GB / T4334.4-2000 kanggo mbusak produk karat lan biofilm saka lumahing sampel test.
Analisis spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS, ESCALAB250 Surface Analysis System, Thermo VG, USA) nggunakake sumber sinar-X monokromatik (garis Al Kα kanthi energi 1500 eV lan daya 150 W) ing macem-macem energi pengikat. 0 ing ngisor kondisi standar -1350 eV.Rekam spektrum resolusi dhuwur nggunakake energi pass 50 eV lan ukuran langkah 0,2 eV.
Copot sampel sing diinkubasi lan alon-alon ngumbah nganggo PBS (pH 7,4 ± 0,2) kanggo 15 s45.Kanggo mirsani viabilitas bakteri biofilm ing sampel, biofilm diwarnai nggunakake Kit Viabilitas Bakteri BacLight LIVE / DEAD (Invitrogen, Eugene, OR, USA).Kit kasebut ngemot rong pewarna neon: SYTO-9 pewarna fluoresensi ijo lan pewarna neon abang propidium iodide (PI).Ing CLSM, titik ijo lan abang neon nuduhake sel urip lan sel mati.Kanggo pewarnaan, inkubasi 1 ml campuran sing ngemot 3 µl SYTO-9 lan 3 µl larutan PI ing suhu kamar (23°C) ing peteng kanggo 20 menit.Sawisé iku, sampel sing diwarnai diamati ing rong dawa gelombang (488 nm kanggo sel urip lan 559 nm kanggo sel mati) nggunakake piranti Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Jepang).Ukur ketebalan biofilm ing mode pemindaian 3-D.
Piye carane ngutip artikel iki: Li, H. et al.Pengaruh biofilm laut Pseudomonas aeruginosa marang korosi mikroba baja tahan karat super duplex 2707.ngelmu.Omah 6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Stress korosi retak saka LDX 2101 duplex stainless steel ing solusi klorida ing ngarsane thiosulfate.karat.ngelmu.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS lan Park, YS Efek perawatan panas solusi lan nitrogen ing gas shielding ing resistance karat pitting saka welds stainless steel super duplex.karat.ngelmu.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. lan Lewandowski, Z. A studi komparatif kimia saka microbial lan elektrokimia pitting ing 316L stainless steel.karat.ngelmu.45, 2577–2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG lan Xiao K. Prilaku elektrokimia saka 2205 duplex stainless steel ing solusi alkalin ing macem-macem nilai pH ing ngarsane klorida.elektrokimia.Jurnal.64, 211–220 (2012).
Wektu kirim: Jan-09-2023