ຂໍຂອບໃຈທ່ານສໍາລັບການຢ້ຽມຢາມ Nature.com.ທ່ານກໍາລັງໃຊ້ເວີຊັນຂອງຕົວທ່ອງເວັບທີ່ມີການສະຫນັບສະຫນູນ CSS ຈໍາກັດ.ເພື່ອປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ບຣາວເຊີທີ່ອັບເດດແລ້ວ (ຫຼືປິດການນຳໃຊ້ໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer).ນອກຈາກນັ້ນ, ເພື່ອຮັບປະກັນການສະຫນັບສະຫນູນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາສະແດງເວັບໄຊທ໌ທີ່ບໍ່ມີຮູບແບບແລະ JavaScript.
ສະແດງຮູບວົງມົນຂອງສາມສະໄລ້ພ້ອມກັນ.ໃຊ້ປຸ່ມກ່ອນໜ້າ ແລະປຸ່ມຕໍ່ໄປເພື່ອເລື່ອນຜ່ານສາມສະໄລ້ຕໍ່ຄັ້ງ, ຫຼືໃຊ້ປຸ່ມເລື່ອນຢູ່ທ້າຍເພື່ອເລື່ອນຜ່ານສາມສະໄລ້ຕໍ່ຄັ້ງ.
ການກັດກ່ອນຂອງຈຸລິນຊີ (MIC) ເປັນບັນຫາໃຫຍ່ໃນອຸດສາຫະກໍາຈໍານວນຫຼາຍເພາະວ່າມັນສາມາດນໍາໄປສູ່ການສູນເສຍທາງດ້ານເສດຖະກິດຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.Super duplex stainless steel 2707 (2707 HDSS) ຖືກນໍາໃຊ້ໃນສະພາບແວດລ້ອມທາງທະເລເນື່ອງຈາກການຕໍ່ຕ້ານສານເຄມີທີ່ດີເລີດຂອງມັນ.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການຕໍ່ຕ້ານ MIC ຂອງມັນບໍ່ໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນໃນການທົດລອງ.ການສຶກສານີ້ໄດ້ກວດເບິ່ງພຶດຕິກໍາຂອງ MIC 2707 HDSS ທີ່ເກີດຈາກເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ aerobic ທະເລ Pseudomonas aeruginosa.ການວິເຄາະທາງເຄມີໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃນທີ່ປະທັບຂອງ Pseudomonas aeruginosa biofilm ໃນຂະຫນາດກາງ 2216E, ທ່າແຮງການກັດກ່ອນໄດ້ປ່ຽນແປງໃນທາງບວກ, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ corrosion ໃນປະຈຸບັນເພີ່ມຂຶ້ນ.ຜົນໄດ້ຮັບຂອງການວິເຄາະ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຫຼຸດລົງຂອງເນື້ອໃນ Cr ໃນຫນ້າດິນຕົວຢ່າງພາຍໃຕ້ biofilm.ການວິເຄາະຮູບພາບຂອງຂຸມໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ Pseudomonas aeruginosa biofilms ຜະລິດຄວາມເລິກຂຸມສູງສຸດຂອງ 0.69 µm ຫຼັງຈາກ 14 ມື້ຂອງວັດທະນະທໍາ.ເຖິງແມ່ນວ່ານີ້ແມ່ນຂະຫນາດນ້ອຍ, ມັນຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ 2707 HDSS ບໍ່ມີພູມຕ້ານທານຢ່າງສົມບູນກັບຜົນກະທົບຂອງຊີວະພາບ P. aeruginosa ໃນ MIC.
Duplex Stainless Steel (DSS) ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆເນື່ອງຈາກການປະສົມປະສານທີ່ສົມບູນແບບຂອງຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ດີເລີດແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion1,2.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, pitting ທ້ອງຖິ່ນຍັງອາດຈະເກີດຂຶ້ນ, ເຊິ່ງອາດຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມສົມບູນຂອງເຫຼັກນີ້ 3, 4 .DSS ບໍ່ໄດ້ປ້ອງກັນການກັດກ່ອນຂອງຈຸລິນຊີ (MIC)5,6.ເຖິງແມ່ນວ່າຂອບເຂດຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ DSS ແມ່ນກວ້າງຫຼາຍ, ຍັງມີສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຄວາມຕ້ານທານ corrosion ຂອງ DSS ບໍ່ພຽງພໍສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນໄລຍະຍາວ.ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າວັດສະດຸທີ່ມີລາຄາແພງກວ່າທີ່ມີຄວາມທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນແມ່ນຕ້ອງການ.Jeon et al.7 ພົບວ່າເຖິງແມ່ນວ່າສະແຕນເລດ super duplex (SDSS) ມີຂໍ້ຈໍາກັດບາງຢ່າງໃນແງ່ຂອງການຕໍ່ຕ້ານ corrosion.ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງມີສະແຕນເລດ super duplex (HDSS) ທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກ່ອນໃນບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.ນີ້ເຮັດໃຫ້ການພັດທະນາຂອງ HDSS ໂລຫະປະສົມສູງ.
ການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ຂອງ DSS ຖືກກໍານົດໂດຍອັດຕາສ່ວນຂອງα-phase ກັບγ-phase ແລະພື້ນທີ່ depleted ໃນ Cr, Mo ແລະ W ຕິດກັບໄລຍະມັດທະຍົມ8,9,10.HDSS ມີເນື້ອໃນສູງຂອງ Cr, Mo ແລະ N11, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມຕ້ານທານ corrosion ທີ່ດີເລີດແລະມູນຄ່າສູງ (45-50) ທຽບເທົ່າ pitting resistance value (PREN), ເຊິ່ງຖືກກໍານົດໂດຍ wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo. + 0, 5 wt % W) + 16 wt %.N12.ການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ທີ່ດີເລີດຂອງມັນຂຶ້ນກັບອົງປະກອບທີ່ສົມດູນທີ່ມີປະມານ 50% ferritic (α) ແລະ 50% austenitic (γ).HDSS ໄດ້ປັບປຸງຄຸນສົມບັດກົນຈັກແລະການຕໍ່ຕ້ານ chlorine ທີ່ສູງຂຶ້ນເມື່ອທຽບກັບ DSS13 ທໍາມະດາ.ລັກສະນະຂອງການກັດກ່ອນສານເຄມີ.ການປັບປຸງການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ຂະຫຍາຍການນໍາໃຊ້ HDSS ໃນສະພາບແວດລ້ອມ chloride ຮຸກຮານຫຼາຍເຊັ່ນສະພາບແວດລ້ອມທະເລ.
MIC ແມ່ນບັນຫາໃຫຍ່ໃນຫຼາຍອຸດສາຫະກໍາ, ລວມທັງນ້ໍາມັນແລະອາຍແກັສແລະການສະຫນອງນ້ໍາ14.MIC ກວມເອົາ 20% ຂອງຄວາມເສຍຫາຍ corrosion ທັງຫມົດ15.MIC ແມ່ນການກັດກ່ອນດ້ານຊີວະເຄມີທີ່ສາມາດສັງເກດເຫັນໄດ້ໃນຫຼາຍສະພາບແວດລ້ອມ16.ການສ້າງຕັ້ງຂອງ biofilms ເທິງຫນ້າໂລຫະປ່ຽນແປງສະພາບ electrochemical ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງມີອິດທິພົນຕໍ່ຂະບວນການ corrosion.ມັນໄດ້ຖືກຍອມຮັບໂດຍທົ່ວໄປວ່າ MIC corrosion ແມ່ນເກີດມາຈາກ biofilms14.ເຊື້ອຈຸລິນຊີໄຟຟ້າຈະກິນໂລຫະອອກໄປເພື່ອໃຫ້ໄດ້ພະລັງງານເພື່ອຄວາມຢູ່ລອດ17.ການສຶກສາ MIC ທີ່ຜ່ານມາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EET (ການຖ່າຍທອດເອເລັກໂຕຣນິກນອກເຊນ) ແມ່ນປັດໃຈຈໍາກັດສໍາລັບ MIC ທີ່ຖືກກະຕຸ້ນໂດຍຈຸລິນຊີໄຟຟ້າ.Zhang et al.18 ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຜູ້ໄກ່ເກ່ຍຂອງເອເລັກໂຕຣນິກເລັ່ງການໂອນເອເລັກໂຕຣນິກລະຫວ່າງ Desulfovibrio vulgaris sessile cells ແລະ 304 ສະແຕນເລດ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ການໂຈມຕີ MIC ຮ້າຍແຮງກວ່າເກົ່າ.Anning et al.19 ແລະ Wenzlaff et al.20 ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ biofilms ຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຫຼຸດຜ່ອນ sulfate corrosive sulfate (SRBs) ສາມາດດູດເອົາເອເລັກໂຕຣນິກໂດຍກົງຈາກ substrates ໂລຫະ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ pitting ຮ້າຍແຮງ.
DSS ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກວ່າມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບ MIC ໃນສື່ທີ່ບັນຈຸ SRBs, ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຫຼຸດຜ່ອນທາດເຫຼັກ (IRBs), ແລະອື່ນໆ. 21 .ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ pitting ທ້ອງຖິ່ນຢູ່ໃນຫນ້າດິນຂອງ DSS ພາຍໃຕ້ biofilm22,23.ບໍ່ເຫມືອນກັບ DSS, ບໍ່ຄ່ອຍຮູ້ຈັກ MIC HDSS24.
Pseudomonas aeruginosa ແມ່ນເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ມີຮູບຊົງແກມລົບ, ເຄື່ອນທີ່, ມີການແຜ່ກະຈາຍຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນທໍາມະຊາດ25.Pseudomonas aeruginosa ຍັງເປັນ microbiota ຕົ້ນຕໍທີ່ຮັບຜິດຊອບສໍາລັບ MIC ຂອງເຫຼັກກ້າໃນສະພາບແວດລ້ອມທາງທະເລ26.ຊະນິດພັນ Pseudomonas ແມ່ນມີສ່ວນຮ່ວມໂດຍກົງໃນຂະບວນການກັດກ່ອນແລະຖືກຮັບຮູ້ວ່າເປັນອານານິຄົມທໍາອິດໃນລະຫວ່າງການສ້າງຕັ້ງ biofilm27.Mahat et al.28 ແລະ Yuan et al.29 ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ Pseudomonas aeruginosa ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເພີ່ມອັດຕາການກັດກ່ອນຂອງເຫຼັກອ່ອນ ແລະໂລຫະປະສົມໃນສະພາບແວດລ້ອມນ້ໍາ.
ເປົ້າຫມາຍຕົ້ນຕໍຂອງການເຮັດວຽກນີ້ແມ່ນເພື່ອສຶກສາຄຸນສົມບັດ MIC ຂອງ 2707 HDSS ທີ່ເກີດຈາກເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ aerobic ທະເລ Pseudomonas aeruginosa ໂດຍໃຊ້ວິທີການໄຟຟ້າ, ວິທີການວິເຄາະດ້ານແລະການວິເຄາະຜະລິດຕະພັນ corrosion.ການສຶກສາທາງເຄມີລວມທັງທ່າແຮງວົງຈອນເປີດ (OCP), ການຕໍ່ຕ້ານ polarization ເສັ້ນ (LPR), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) ແລະ polarization ທ່າແຮງແບບເຄື່ອນໄຫວໄດ້ຖືກປະຕິບັດເພື່ອສຶກສາພຶດຕິກໍາຂອງ MIC 2707 HDSS.ການວິເຄາະການກະຈາຍພະລັງງານ (EDS) ການວິເຄາະແມ່ນປະຕິບັດເພື່ອກວດສອບອົງປະກອບທາງເຄມີຢູ່ໃນຫນ້າດິນທີ່ຖືກກັດ.ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຮູບເງົາ oxide passivation ພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງສະພາບແວດລ້ອມທາງທະເລທີ່ປະກອບດ້ວຍ Pseudomonas aeruginosa ໄດ້ຖືກກໍານົດໂດຍ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).ຄວາມເລິກຂອງຂຸມໄດ້ຖືກວັດແທກພາຍໃຕ້ກ້ອງຈຸລະທັດສະແກນເລເຊີ confocal (CLSM).
ຕາຕະລາງ 1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນອົງປະກອບທາງເຄມີຂອງ 2707 HDSS.ຕາຕະລາງ 2 ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ 2707 HDSS ມີຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ດີເລີດທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງຜົນຜະລິດຂອງ 650 MPa.ໃນຮູບ.1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນ microstructure optical ຂອງການແກ້ໄຂຄວາມຮ້ອນທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວ 2707 HDSS.ແຖບຍາວຂອງໄລຍະ austenitic ແລະ ferritic ໂດຍບໍ່ມີໄລຍະທີສອງສາມາດເຫັນໄດ້ໃນໂຄງສ້າງຈຸລະພາກທີ່ມີປະມານ 50% austenitic ແລະ 50% ferritic phases.
ໃນຮູບ.2a ສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງວົງຈອນເປີດ (Eocp) ທຽບກັບເວລາສໍາຜັດສໍາລັບ 2707 HDSS ໃນ 2216E abiotic medium ແລະ Pseudomonas aeruginosa broth ສໍາລັບ 14 ມື້ຢູ່ທີ່ 37 ° C.ມັນໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າການປ່ຽນແປງທີ່ຊັດເຈນທີ່ສຸດໃນ Eocp ເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງ 24 ຊົ່ວໂມງທໍາອິດ.ຄ່າ Eocp ໃນທັງສອງກໍລະນີສູງສຸດຢູ່ທີ່ປະມານ -145 mV (ທຽບກັບ SCE) ຢູ່ທີ່ປະມານ 16 ຊົ່ວໂມງແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເຖິງ -477 mV (ທຽບກັບ SCE) ແລະ -236 mV (ທຽບກັບ SCE) ສໍາລັບຕົວຢ່າງທີ່ບໍ່ແມ່ນຊີວະພາບແລະ P ສໍາລັບພີ່ນ້ອງ. SCE) ໃບ patina, ຕາມລໍາດັບ.ຫຼັງຈາກ 24 ຊົ່ວໂມງ, ມູນຄ່າ Eocp ຂອງ Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS ຍັງຄົງຂ້ອນຂ້າງຄົງທີ່ຢູ່ທີ່ -228 mV (ທຽບກັບ SCE), ໃນຂະນະທີ່ຄ່າທີ່ສອດຄ້ອງກັນສໍາລັບຕົວຢ່າງທີ່ບໍ່ແມ່ນຊີວະພາບແມ່ນປະມານ -442 mV (ທຽບກັບ SCE).Eocp ໃນທີ່ປະທັບຂອງ Pseudomonas aeruginosa ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຕໍ່າ.
ການທົດສອບທາງເຄມີຂອງ 2707 HDSS ຕົວຢ່າງໃນສື່ abiotic ແລະ Pseudomonas aeruginosa broth ທີ່ 37 ° C:
(a) ການປ່ຽນແປງໃນ Eocp ກັບເວລາ exposure, (b) ເສັ້ນໂຄ້ງ polarization ໃນມື້ 14, (c) ການປ່ຽນແປງໃນ Rp ກັບເວລາ exposure, (d) ການປ່ຽນແປງໃນ corr ກັບເວລາ exposure.
ຕາຕະລາງ 3 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຕົວກໍານົດການ corrosion electrochemical ຂອງ 2707 HDSS ຕົວຢ່າງທີ່ສໍາຜັດກັບ abiotic ແລະ P. aeruginosa inoculated media ໃນໄລຍະ 14 ມື້.extrapolation tangential ຂອງເສັ້ນໂຄ້ງ anodic ແລະ cathodic ກັບຈຸດຕັດກັນໄດ້ອະນຸຍາດໃຫ້ກໍານົດຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ corrosion ໃນປະຈຸບັນ (icorr), ທ່າແຮງ corrosion (Ecorr) ແລະ slope Tafel (βαແລະβc) ຕາມມາດຕະຖານວິທີການ30,31.
ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2b, ການປ່ຽນແປງຂຶ້ນຂອງເສັ້ນໂຄ້ງ P. aeruginosa ເຮັດໃຫ້ Ecorr ເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອທຽບກັບເສັ້ນໂຄ້ງ abiotic.ມູນຄ່າ icorr ຂອງຕົວຢ່າງທີ່ບັນຈຸ Pseudomonas aeruginosa, ອັດຕາສ່ວນກັບອັດຕາການກັດກ່ອນ, ເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ 0.328 µA cm-2, ເຊິ່ງແມ່ນສີ່ເທົ່າຂອງຕົວຢ່າງທີ່ບໍ່ແມ່ນຊີວະພາບ (0.087 µA cm-2).
LPR ແມ່ນວິທີການ electrochemical ຄລາສສິກສໍາລັບການວິເຄາະການສະແດງອອກທີ່ບໍ່ທໍາລາຍການກັດກ່ອນ.ມັນຍັງໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສຶກສາ MIC32.ໃນຮູບ.2c ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງໃນຄວາມຕ້ານທານ polarization (Rp) ຂຶ້ນກັບເວລາການເປີດເຜີຍ.ມູນຄ່າ Rp ສູງກວ່າຫມາຍຄວາມວ່າການກັດກ່ອນຫນ້ອຍ.ພາຍໃນ 24 ຊົ່ວໂມງທໍາອິດ, Rp 2707 HDSS ສູງສຸດຢູ່ທີ່ 1955 kΩ cm2 ສໍາລັບຕົວຢ່າງທີ່ບໍ່ແມ່ນຊີວະພາບແລະ 1429 kΩ cm2 ສໍາລັບຕົວຢ່າງ Pseudomonas aeruginosa.ຮູບ 2c ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມູນຄ່າ Rp ຫຼຸດລົງຢ່າງໄວວາຫຼັງຈາກມື້ຫນຶ່ງແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຍັງຄົງບໍ່ປ່ຽນແປງໃນ 13 ມື້ຕໍ່ໄປ.ຄ່າ Rp ສໍາລັບຕົວຢ່າງການທົດສອບ Pseudomonas aeruginosa ແມ່ນປະມານ 40 kΩ cm2, ເຊິ່ງຕ່ໍາກວ່າຄ່າ 450 kΩ cm2 ສໍາລັບຕົວຢ່າງການທົດສອບທີ່ບໍ່ແມ່ນທາງຊີວະພາບ.
ມູນຄ່າຂອງ icorr ແມ່ນອັດຕາສ່ວນກັບອັດຕາການກັດກ່ອນເປັນເອກະພາບ.ຄ່າຂອງມັນສາມາດຖືກຄິດໄລ່ຈາກສົມຜົນ Stern-Giri ຕໍ່ໄປນີ້:
ອີງຕາມ Zoe et al.33 Tafel slope B ຖືກປະຕິບັດເປັນຄ່າປົກກະຕິຂອງ 26 mV/dec ໃນການເຮັດວຽກນີ້.ໃນຮູບ.2d ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ icorr ຂອງສາຍພັນ abiotic 2707 ຍັງຄົງຂ້ອນຂ້າງຄົງທີ່, ໃນຂະນະທີ່ icorr ຂອງແຖບ Pseudomonas aeruginosa ມີການເຫນັງຕີງຢ່າງແຂງແຮງດ້ວຍການກະໂດດຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼັງຈາກ 24 ຊົ່ວໂມງທໍາອິດ.ຄ່າ icorr ຂອງຕົວຢ່າງການທົດສອບ Pseudomonas aeruginosa ແມ່ນຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດທີ່ສູງກວ່າການຄວບຄຸມທີ່ບໍ່ແມ່ນທາງຊີວະພາບ.ແນວໂນ້ມນີ້ແມ່ນສອດຄ່ອງກັບຜົນຂອງການຕໍ່ຕ້ານ polarization.
EIS ແມ່ນອີກວິທີໜຶ່ງທີ່ບໍ່ມີການທຳລາຍທີ່ໃຊ້ເພື່ອສະແດງປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີໃນການໂຕ້ຕອບການກັດກ່ອນ.impedance spectra ແລະ capacitance ການຄິດໄລ່ຂອງເສັ້ນດ່າງສໍາຜັດກັບສື່ມວນຊົນ abiotic ແລະການແກ້ໄຂຂອງ Pseudomonas aeruginosa, Rb ແມ່ນການຕໍ່ຕ້ານຂອງ passive / biofilm ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນດ້ານຂອງເສັ້ນດ່າງ, Rct ແມ່ນການຕໍ່ຕ້ານການຖ່າຍທອດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, Cdl ແມ່ນຊັ້ນສອງໄຟຟ້າ.) ແລະຕົວກໍານົດການອົງປະກອບໄລຍະຄົງທີ່ QCPE (CPE).ຕົວກໍານົດການເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຖືກວິເຄາະຕື່ມອີກໂດຍການປຽບທຽບຂໍ້ມູນກັບຕົວແບບວົງຈອນໄຟຟ້າທຽບເທົ່າ (EEC).
ໃນຮູບ.3 ສະແດງໃຫ້ເຫັນພື້ນທີ່ Nyquist ປົກກະຕິ (a ແລະ b) ແລະ Bode plots (a' ແລະ b') ຂອງ 2707 ຕົວຢ່າງ HDSS ໃນສື່ abiotic ແລະ Pseudomonas aeruginosa broth ໃນເວລາ incubation ຕ່າງໆ.ໃນທີ່ປະທັບຂອງ Pseudomonas aeruginosa, ເສັ້ນຜ່າກາງຂອງ loop Nyquist ຫຼຸດລົງ.Bode plot (ຮູບ 3b') ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ impedance ທັງຫມົດ.ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບເວລາພັກຜ່ອນຄົງທີ່ສາມາດໄດ້ຮັບຈາກໄລຍະສູງສຸດ.ໃນຮູບ.4 ສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງທາງດ້ານຮ່າງກາຍແລະ EEC ທີ່ສອດຄ້ອງກັນໂດຍອີງໃສ່ຊັ້ນດຽວ (a) ແລະສອງຊັ້ນ (b).CPE ຖືກນໍາສະເຫນີເຂົ້າໃນຕົວແບບ EEC.ການຍອມຮັບແລະ impedance ຂອງມັນສະແດງອອກດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ສອງຕົວແບບທາງກາຍະພາບ ແລະວົງຈອນທຽບເທົ່າທີ່ສອດຄ້ອງກັນສໍາລັບການປັບ 2707 HDSS coupon impedance spectrum:
ບ່ອນທີ່ Y0 ແມ່ນຂະໜາດຂອງ CPE, j ແມ່ນຕົວເລກຈິນຕະນາການ ຫຼື (−1)1/2, ω ແມ່ນຄວາມຖີ່ມຸມ, ແລະ n ແມ່ນປັດໄຈພະລັງງານ CPE ໜ້ອຍກວ່າ one35.inversion ຄວາມຕ້ານທານຂອງການໂອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ (ເຊັ່ນ: 1 / Rct) ເທົ່າກັບອັດຕາການກັດກ່ອນ.ຄ່າ Rct ຕ່ໍາຫມາຍຄວາມວ່າອັດຕາການກັດກ່ອນສູງກວ່າ 27.ຫຼັງຈາກ 14 ມື້ຂອງການ incubation, Rct ຂອງຕົວຢ່າງການທົດສອບຂອງ Pseudomonas aeruginosa ບັນລຸ 32 kΩ cm2, ເຊິ່ງຫຼາຍຫນ້ອຍກ່ວາ 489 kΩ cm2 ຂອງຕົວຢ່າງການທົດສອບທີ່ບໍ່ແມ່ນຊີວະພາບ (ຕາຕະລາງ 4).
ຮູບພາບ CLSM ແລະຮູບພາບ SEM ໃນຮູບ.5 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນວ່າການປົກຫຸ້ມຂອງ biofilm ຢູ່ດ້ານຂອງ HDSS ຕົວຢ່າງ 2707 ແມ່ນມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຫຼາຍຫຼັງຈາກ 7 ມື້.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຫຼັງຈາກ 14 ມື້, ການເຄືອບ biofilm ກາຍເປັນກະແຈກກະຈາຍແລະບາງຈຸລັງຕາຍປາກົດ.ຕາຕະລາງ 5 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຫນາຂອງ biofilm ຂອງ 2707 HDSS ຕົວຢ່າງຫຼັງຈາກ 7 ແລະ 14 ມື້ຂອງການສໍາຜັດກັບ Pseudomonas aeruginosa.ຄວາມຫນາຂອງຊີວະພາບສູງສຸດໄດ້ປ່ຽນຈາກ 23.4 µm ຫຼັງຈາກ 7 ມື້ມາເປັນ 18.9 µm ຫຼັງຈາກ 14 ມື້.ຄວາມຫນາຂອງ biofilm ສະເລ່ຍຍັງຢືນຢັນແນວໂນ້ມນີ້.ມັນຫຼຸດລົງຈາກ 22.2 ± 0.7 μmຫຼັງຈາກ 7 ມື້ເປັນ 17.8 ± 1.0 μmຫຼັງຈາກ 14 ມື້.
(a) ຮູບພາບ 3-D CLSM ຢູ່ທີ່ 7 ມື້, (b) ຮູບພາບ 3-D CLSM ຢູ່ທີ່ 14 ມື້, (c) ຮູບພາບ SEM ທີ່ 7 ມື້, ແລະ (d) ຮູບພາບ SEM ທີ່ 14 ມື້.
EMF ເປີດເຜີຍອົງປະກອບທາງເຄມີໃນ biofilm ແລະຜະລິດຕະພັນ corrosion ໃນຕົວຢ່າງທີ່ສໍາຜັດກັບ Pseudomonas aeruginosa ສໍາລັບ 14 ມື້.ໃນຮູບ.ຮູບທີ່ 6 ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າເນື້ອໃນຂອງ C, N, O, P ໃນ biofilm ແລະຜະລິດຕະພັນ corrosion ແມ່ນສູງກວ່າໂລຫະບໍລິສຸດ, ເນື່ອງຈາກວ່າອົງປະກອບເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບ biofilm ແລະ metabolites ຂອງມັນ.ຈຸລິນຊີຕ້ອງການພຽງແຕ່ປະລິມານການຕິດຕາມຂອງ Cr ແລະ Fe.ເນື້ອໃນທີ່ສູງຂອງ Cr ແລະ Fe ໃນ biofilm ແລະຜະລິດຕະພັນ corrosion ຢູ່ດ້ານຂອງຕົວຢ່າງຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງການສູນເສຍຂອງອົງປະກອບໃນ matrix ໂລຫະເປັນຜົນມາຈາກ corrosion.
ຫຼັງຈາກ 14 ມື້, ຂຸມທີ່ມີແລະບໍ່ມີ P. aeruginosa ໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນຂະຫນາດກາງ 2216E.ກ່ອນທີ່ຈະ incubation, ດ້ານຂອງຕົວຢ່າງແມ່ນກ້ຽງແລະບໍ່ມີຂໍ້ບົກພ່ອງ (ຮູບ 7a).ຫຼັງຈາກ incubation ແລະການໂຍກຍ້າຍຂອງ biofilm ແລະຜະລິດຕະພັນ corrosion, ຂຸມເລິກສຸດຫນ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກກວດສອບໂດຍໃຊ້ CLSM, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 7b ແລະ c.ບໍ່ພົບເຫັນຮ່ອງຮອຍທີ່ຊັດເຈນຢູ່ໃນພື້ນຜິວຂອງການຄວບຄຸມທີ່ບໍ່ແມ່ນທາງຊີວະພາບ (ຄວາມເລິກຂຸມສູງສຸດ 0.02 µm).ຄວາມເລິກຂຸມສູງສຸດທີ່ເກີດຈາກ Pseudomonas aeruginosa ແມ່ນ 0.52 µm ຫຼັງຈາກ 7 ມື້ ແລະ 0.69 µm ຫຼັງຈາກ 14 ມື້, ໂດຍອີງໃສ່ຄວາມເລິກຂອງຂຸມໂດຍສະເລ່ຍຈາກ 3 ຕົວຢ່າງ (ຄວາມເລິກຂອງຂຸມສູງສຸດ 10 ໄດ້ຖືກເລືອກສໍາລັບແຕ່ລະຕົວຢ່າງ) ແລະບັນລຸ 0. 42 ± 0.12 µm. .ແລະ 0.52 ± 0.15 µm, ຕາມລໍາດັບ (ຕາຕະລາງ 5).ຄ່າຄວາມເລິກ dimple ເຫຼົ່ານີ້ມີຂະຫນາດນ້ອຍແຕ່ມີຄວາມສໍາຄັນ.
(a) ກ່ອນການເປີດເຜີຍ;(b) 14 ມື້ໃນສະພາບແວດລ້ອມ abiotic;(c) 14 ມື້ໃນ P. aeruginosa broth.
ໃນຮູບ.ຕາຕະລາງ 8 ສະແດງໃຫ້ເຫັນ XPS spectra ຂອງຫນ້າດິນຕົວຢ່າງຕ່າງໆ, ແລະເຄມີສາດທີ່ວິເຄາະສໍາລັບແຕ່ລະຫນ້າດິນແມ່ນສະຫຼຸບຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 6. ໃນຕາຕະລາງ 6, ອັດຕາສ່ວນປະລໍາມະນູຂອງ Fe ແລະ Cr ແມ່ນຕ່ໍາຫຼາຍໃນປະກົດຕົວຂອງ P. aeruginosa (ຕົວຢ່າງ A ແລະ B. ) ກ່ວາຢູ່ໃນແຖບຄວບຄຸມທີ່ບໍ່ແມ່ນທາງຊີວະພາບ.(ຕົວຢ່າງ C ແລະ D).ສໍາລັບຕົວຢ່າງຂອງ Pseudomonas aeruginosa, ເສັ້ນໂຄ້ງລະດັບ Cr 2p core spectral ແມ່ນເຫມາະສົມກັບສີ່ອົງປະກອບສູງສຸດທີ່ມີພະລັງງານຜູກມັດ (BE) ຂອງ 574.4, 576.6, 578.3 ແລະ 586.8 eV, ເຊິ່ງຖືກມອບຫມາຍໃຫ້ Cr, Cr2O3, Cr(O3) ແລະ Cr(O3) 3, ຕາມລໍາດັບ (ຮູບ 9a ແລະ b).ສໍາລັບຕົວຢ່າງ nonbiological, spectra ຂອງລະດັບຫຼັກ Cr 2p ໃນ Figs.9c ແລະ d ມີສອງຈຸດສູງສຸດຂອງ Cr (BE 573.80 eV) ແລະ Cr2O3 (BE 575.90 eV), ຕາມລໍາດັບ.ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ໂດດເດັ່ນທີ່ສຸດລະຫວ່າງຄູປອງ abiotic ແລະຄູປອງ P. aeruginosa ແມ່ນການປະກົດຕົວຂອງ Cr6+ ແລະສ່ວນທີ່ຂ້ອນຂ້າງສູງຂອງ Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) ພາຍໃຕ້ແຜ່ນຊີວະພາບ.
ພື້ນທີ່ກວ້າງ XPS spectra ຂອງ 2707 ຕົວຢ່າງ HDSS ໃນສອງສື່ສໍາລັບ 7 ແລະ 14 ມື້, ຕາມລໍາດັບ.
(a) 7 ມື້ P. aeruginosa exposure, (b) 14 ມື້ P. aeruginosa exposure, (c) 7 ມື້ abiotic exposure, (d) 14 ມື້ abiotic exposure.
HDSS ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກ່ອນໃນລະດັບສູງໃນສະພາບແວດລ້ອມສ່ວນໃຫຍ່.Kim et al.2 ລາຍງານວ່າ HDSS UNS S32707 ຖືກລະບຸວ່າເປັນ DSS ທີ່ມີ doped ສູງທີ່ມີ PREN ຫຼາຍກວ່າ 45. ຄ່າ PREN ຂອງຕົວຢ່າງ HDSS 2707 ໃນວຽກງານນີ້ແມ່ນ 49. ນີ້ແມ່ນເນື່ອງມາຈາກເນື້ອໃນ Cr ສູງແລະລະດັບສູງຂອງ Mo ແລະ. Ni, ເຊິ່ງເປັນປະໂຫຍດໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນກົດແລະສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີເນື້ອໃນສູງຂອງ chlorides.ນອກຈາກນັ້ນ, ອົງປະກອບທີ່ສົມດູນກັນດີແລະຈຸນລະພາກທີ່ບໍ່ມີຂໍ້ບົກພ່ອງໃຫ້ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion.ເຖິງວ່າຈະມີການຕໍ່ຕ້ານສານເຄມີທີ່ດີເລີດ, ຂໍ້ມູນການທົດລອງໃນການເຮັດວຽກນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ 2707 HDSS ບໍ່ມີພູມຕ້ານທານຢ່າງສົມບູນກັບ Pseudomonas aeruginosa biofilm MICs.
ຜົນໄດ້ຮັບທາງເຄມີໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າອັດຕາການກັດກ່ອນຂອງ 2707 HDSS ໃນ Pseudomonas aeruginosa broth ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຫຼັງຈາກ 14 ມື້ເມື່ອທຽບກັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ບໍ່ແມ່ນຊີວະພາບ.ໃນຮູບ 2a, ການຫຼຸດລົງຂອງ Eocp ໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນທັງໃນຂະຫນາດກາງ abiotic ແລະໃນ P. aeruginosa broth ໃນລະຫວ່າງ 24 ຊົ່ວໂມງທໍາອິດ.ຫຼັງຈາກນັ້ນ, biofilm ສໍາເລັດຮູບກວມເອົາຫນ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງແລະ Eocp ກາຍເປັນຂ້ອນຂ້າງຄົງທີ່.ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ລະດັບ biotic Eocp ແມ່ນສູງກວ່າລະດັບ Abiotic Eocp ຫຼາຍ.ມີເຫດຜົນທີ່ຈະເຊື່ອວ່າຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການສ້າງຕັ້ງຂອງ P. aeruginosa biofilms.ໃນຮູບ.2g, ມູນຄ່າ icorr ຂອງ 2707 HDSS ບັນລຸ 0.627 µA cm-2 ໃນທີ່ປະທັບຂອງ Pseudomonas aeruginosa, ເຊິ່ງເປັນຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດທີ່ສູງກວ່າການຄວບຄຸມທີ່ບໍ່ແມ່ນທາງຊີວະພາບ (0.063 µA cm-2), ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບ Rct. ຄ່າທີ່ວັດແທກໂດຍ EIS.ໃນລະຫວ່າງສອງສາມມື້ທໍາອິດ, ຄ່າ impedance ໃນ broth P. aeruginosa ເພີ່ມຂຶ້ນເນື່ອງຈາກການຕິດພັນຂອງຈຸລັງ P. aeruginosa ແລະການສ້າງ biofilm.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, impedance ຫຼຸດລົງເມື່ອ biofilm ກວມເອົາພື້ນຜິວຕົວຢ່າງຢ່າງສົມບູນ.ຊັ້ນປ້ອງກັນໄດ້ຖືກໂຈມຕີຕົ້ນຕໍເນື່ອງຈາກການສ້າງຕັ້ງຂອງ biofilm ແລະ metabolites biofilm.ດັ່ງນັ້ນ, ການຕໍ່ຕ້ານການກັດກ່ອນຫຼຸດລົງຕາມເວລາ, ແລະເງິນຝາກຂອງ Pseudomonas aeruginosa ເຮັດໃຫ້ເກີດການກັດກ່ອນທ້ອງຖິ່ນ.ແນວໂນ້ມໃນສະພາບແວດລ້ອມ abiotic ແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ.ຄວາມຕ້ານທານການກັດກ່ອນຂອງການຄວບຄຸມທີ່ບໍ່ແມ່ນທາງຊີວະພາບແມ່ນສູງກວ່າມູນຄ່າທີ່ສອດຄ້ອງກັນຂອງຕົວຢ່າງທີ່ສໍາຜັດກັບ Pseudomonas aeruginosa broth.ນອກຈາກນັ້ນ, ສໍາລັບຕົວຢ່າງ abiotic, ມູນຄ່າ Rct 2707 HDSS ບັນລຸ 489 kΩ cm2 ໃນມື້ 14, ເຊິ່ງສູງກວ່າ 15 ເທົ່າຂອງ Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ cm2).ດັ່ງນັ້ນ, 2707 HDSS ມີຄວາມຕ້ານທານການກັດກ່ອນທີ່ດີເລີດໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນຫມັນ, ແຕ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການປົກປ້ອງຈາກການໂຈມຕີ MIC ໂດຍ Pseudomonas aeruginosa biofilm.
ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ຍັງສາມາດສັງເກດເຫັນໄດ້ຈາກເສັ້ນໂຄ້ງ polarization ໃນຮູບ.2 ຂ.ການແຕກງ່າຂອງ Anodic ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການສ້າງ biofilm Pseudomonas aeruginosa ແລະປະຕິກິລິຍາການຜຸພັງຂອງໂລຫະ.ໃນເວລາດຽວກັນ, ປະຕິກິລິຍາ cathodic ແມ່ນການຫຼຸດຜ່ອນອົກຊີເຈນ.ການປະກົດຕົວຂອງ P. aeruginosa ໄດ້ເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ corrosion ໃນປັດຈຸບັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງແມ່ນກ່ຽວກັບຄໍາສັ່ງຂອງຂະຫນາດທີ່ສູງກວ່າການຄວບຄຸມ abiotic.ນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຊີວະພາບ Pseudomonas aeruginosa ໄດ້ປັບປຸງການກັດກ່ອນທ້ອງຖິ່ນຂອງ 2707 HDSS.Yuan et al.29 ພົບວ່າຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ corrosion ໃນປະຈຸບັນຂອງໂລຫະປະສົມ Cu-Ni 70/30 ເພີ່ມຂຶ້ນໂດຍ Pseudomonas aeruginosa biofilm.ນີ້ອາດຈະເປັນຍ້ອນ biocatalysis ຂອງການຫຼຸດຜ່ອນອົກຊີເຈນໂດຍ Pseudomonas aeruginosa biofilm.ການສັງເກດການນີ້ອາດຈະອະທິບາຍ MIC 2707 HDSS ໃນວຽກງານນີ້.ຟິມແອໂຣບິກຍັງສາມາດຫຼຸດປະລິມານອົກຊີທີ່ຢູ່ໃຕ້ພວກມັນໄດ້.ດັ່ງນັ້ນ, ການປະຕິເສດທີ່ຈະ repassivate ພື້ນຜິວໂລຫະທີ່ມີອົກຊີເຈນທີ່ອາດຈະເປັນປັດໄຈທີ່ປະກອບສ່ວນໃຫ້ MIC ໃນການເຮັດວຽກນີ້.
Dickinson et al.38 ແນະນໍາວ່າອັດຕາການປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີແລະ electrochemical ໂດຍກົງແມ່ນຂຶ້ນກັບກິດຈະກໍາການເຜົາຜະຫລານຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຕິດກັບຫນ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງແລະລັກສະນະຂອງຜະລິດຕະພັນການກັດກ່ອນ.ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 5 ແລະຕາຕະລາງ 5, ຈໍານວນຂອງຈຸລັງແລະຄວາມຫນາຂອງ biofilm ຫຼຸດລົງຫຼັງຈາກ 14 ມື້.ນີ້ສາມາດໄດ້ຮັບການອະທິບາຍຢ່າງສົມເຫດສົມຜົນໂດຍຄວາມຈິງທີ່ວ່າຫຼັງຈາກ 14 ມື້ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງຈຸລັງສະມໍເທິງຫນ້າດິນ 2707 HDSS ໄດ້ເສຍຊີວິດຍ້ອນການຂາດສານອາຫານໃນຂະຫນາດກາງ 2216E ຫຼືການປ່ອຍ ions ໂລຫະທີ່ເປັນພິດຈາກ 2707 HDSS matrix.ນີ້ແມ່ນຂໍ້ຈໍາກັດຂອງການທົດລອງ batch.
ໃນການເຮັດວຽກນີ້, Pseudomonas aeruginosa biofilm ໄດ້ສົ່ງເສີມການທໍາລາຍທ້ອງຖິ່ນຂອງ Cr ແລະ Fe ພາຍໃຕ້ biofilm ໃນດ້ານຂອງ 2707 HDSS (ຮູບ 6).ໃນຕາຕະລາງ 6, Fe ແລະ Cr ຫຼຸດລົງໃນຕົວຢ່າງ D ເມື່ອທຽບກັບຕົວຢ່າງ C, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການລະລາຍຂອງ Fe ແລະ Cr ທີ່ເກີດຈາກ P. aeruginosa biofilm ໄດ້ຖືກຮັກສາໄວ້ຫຼັງຈາກ 7 ມື້ທໍາອິດ.ສະພາບແວດລ້ອມ 2216E ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຈໍາລອງສະພາບແວດລ້ອມທາງທະເລ.ມັນປະກອບດ້ວຍ 17700 ppm Cl-, ເຊິ່ງທຽບກັບເນື້ອໃນຂອງມັນຢູ່ໃນນ້ໍາທະເລທໍາມະຊາດ.ການປະກົດຕົວຂອງ 17700 ppm Cl- ແມ່ນເຫດຜົນຕົ້ນຕໍສໍາລັບການຫຼຸດລົງຂອງ Cr ໃນ 7-day ແລະ 14-day ຕົວຢ່າງທີ່ບໍ່ແມ່ນຊີວະວິທະຍາທີ່ວິເຄາະໂດຍ XPS.ເມື່ອປຽບທຽບກັບຕົວຢ່າງການທົດສອບຂອງ Pseudomonas aeruginosa, ການລະລາຍຂອງ Cr ໃນຕົວຢ່າງການທົດສອບ abiotic ແມ່ນຫນ້ອຍຫຼາຍເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ານທານທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງ 2707 HDSS ກັບ chlorine ໃນສະພາບແວດລ້ອມ abiotic.ໃນຮູບ.9 ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປະກົດຕົວຂອງ Cr6+ ໃນຮູບເງົາ passivating.ນີ້ອາດຈະກ່ຽວຂ້ອງກັບການໂຍກຍ້າຍຂອງ Cr ຈາກຫນ້າດິນເຫຼັກໂດຍ P. aeruginosa biofilms, ຕາມການແນະນໍາໂດຍ Chen ແລະ Clayton39.
ເນື່ອງຈາກການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ, ຄ່າ pH ຂອງຂະຫນາດກາງກ່ອນແລະຫຼັງຈາກ incubation ແມ່ນ 7.4 ແລະ 8.2, ຕາມລໍາດັບ.ດັ່ງນັ້ນ, ການກັດກ່ອນຂອງອາຊິດອິນຊີບໍ່ຫນ້າຈະປະກອບສ່ວນໃນການເຮັດວຽກນີ້ພາຍໃຕ້ P. aeruginosa biofilms ເນື່ອງຈາກ pH ຂ້ອນຂ້າງສູງໃນຂະຫນາດກາງຫຼາຍ.pH ຂອງຕົວຄວບຄຸມທີ່ບໍ່ແມ່ນທາງຊີວະພາບບໍ່ມີການປ່ຽນແປງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (ຈາກເບື້ອງຕົ້ນ 7.4 ຫາ 7.5 ສຸດທ້າຍ) ໃນລະຫວ່າງການທົດສອບ 14 ມື້.ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ pH ໃນຂະຫນາດກາງ inoculum ຫຼັງຈາກ incubation ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບກິດຈະກໍາ metabolic ຂອງ Pseudomonas aeruginosa, ແລະຜົນກະທົບດຽວກັນກັບ pH ໄດ້ຖືກພົບເຫັນໃນກໍລະນີທີ່ບໍ່ມີແຖບທົດສອບ.
ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ.7, ຄວາມເລິກຂອງຂຸມສູງສຸດທີ່ເກີດຈາກ Pseudomonas aeruginosa biofilm ແມ່ນ 0.69 µm, ເຊິ່ງແມ່ນຫຼາຍກ່ວາໃນຂະຫນາດກາງ abiotic (0.02 µm).ນີ້ຕົກລົງເຫັນດີກັບຂໍ້ມູນ electrochemical ຂ້າງເທິງ.ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ, ຄວາມເລິກຂອງຂຸມຂອງ 0.69 µm ແມ່ນຫຼາຍກ່ວາສິບເທົ່ານ້ອຍກວ່າຄ່າ 9.5 µm ທີ່ລະບຸໄວ້ສໍາລັບ 2205 DSS40.ຂໍ້ມູນເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ 2707 HDSS ສະແດງຄວາມຕ້ານທານກັບ MICs ດີກວ່າ 2205 DSS.ນີ້ບໍ່ແປກໃຈນັບຕັ້ງແຕ່ 2707 HDSS ມີລະດັບ Cr ສູງກວ່າ, ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ passivation ຍາວ, ເຮັດໃຫ້ Pseudomonas aeruginosa ມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍທີ່ຈະ depassivate, ແລະເລີ່ມຕົ້ນຂະບວນການໂດຍບໍ່ມີການ precipitation ທີສອງເປັນອັນຕະລາຍ Pitting41.
ສະຫລຸບລວມແລ້ວ, pitting MIC ໄດ້ຖືກພົບເຫັນຢູ່ໃນຫນ້າດິນ HDSS 2707 ໃນ Pseudomonas aeruginosa broth, ໃນຂະນະທີ່ pitting ແມ່ນມີຫນ້ອຍໃນສື່ abiotic.ວຽກງານນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ 2707 HDSS ມີຄວາມຕ້ານທານກັບ MIC ດີກວ່າ 2205 DSS, ແຕ່ມັນບໍ່ມີພູມຕ້ານທານກັບ MIC ຢ່າງສົມບູນເນື່ອງຈາກ Pseudomonas aeruginosa biofilm.ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍໃນການຄັດເລືອກສະແຕນເລດທີ່ເຫມາະສົມແລະອາຍຸຍືນສໍາລັບສະພາບແວດລ້ອມທາງທະເລ.
ຕົວຢ່າງ HDSS 2707 ໄດ້ຖືກສະຫນອງໃຫ້ໂດຍໂຮງຮຽນ Metallurgy, Northeastern University (NEU), Shenyang, ຈີນ.ອົງປະກອບຂອງ 2707 HDSS ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 1, ເຊິ່ງໄດ້ຖືກວິເຄາະໂດຍພະແນກການວິເຄາະແລະການທົດສອບວັດສະດຸຂອງມະຫາວິທະຍາໄລ Northeastern.ຕົວຢ່າງທັງຫມົດຖືກປະຕິບັດສໍາລັບການແກ້ໄຂແຂງຢູ່ທີ່ 1180 ° C ເປັນເວລາ 1 ຊົ່ວໂມງ.ກ່ອນທີ່ຈະທົດສອບການກັດກ່ອນ, ເຫຼັກຫຼຽນ 2707 HDSS ທີ່ມີພື້ນທີ່ສໍາຜັດຂອງ 1 cm2 ໄດ້ຖືກຂັດເປັນ 2000 grit ດ້ວຍເຈ້ຍຊາຍ silicon carbide ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຂັດຕື່ມອີກດ້ວຍຝຸ່ນ 0.05 µm Al2O3 slurry.ດ້ານຂ້າງແລະລຸ່ມແມ່ນປ້ອງກັນດ້ວຍສີ inert.ຫຼັງຈາກຕາກແຫ້ງ, ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກລ້າງດ້ວຍນ້ໍາ deionized ເປັນຫມັນແລະຂ້າເຊື້ອດ້ວຍເອທານອນ 75% (v/v) ເປັນເວລາ 0.5 ຊົ່ວໂມງ.ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກມັນຖືກຕາກໃຫ້ແຫ້ງພາຍໃຕ້ແສງ ultraviolet (UV) ເປັນເວລາ 0.5 ຊົ່ວໂມງກ່ອນທີ່ຈະນໍາໃຊ້.
ເຊື້ອສາຍພັນທະເລ Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 ໄດ້ຊື້ມາຈາກສູນວັດທະນະທໍາທາງທະເລ Xiamen (MCCC), ປະເທດຈີນ.Marine 2216E ຂອງແຫຼວຂະຫນາດກາງ (ບໍລິສັດ Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, ຈີນ) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປູກຝັງ Pseudomonas aeruginosa ໃນກະເປົ໋າ 250 ml ແລະຈຸລັງແກ້ວໄຟຟ້າ 500 ml ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂ aerobic ທີ່ 37 ° C.ຂະຫນາດກາງມີ (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, 0.08 SrBr2,020. 008, 0.008 Na4F0H20PO.ສານສະກັດຈາກເຊື້ອລາ 1.0 ແລະ 0.1 ທາດເຫຼັກ citrate.Autoclave ຢູ່ທີ່ 121 ° C ສໍາລັບ 20 ນາທີກ່ອນທີ່ຈະ inoculation.ເຊລທີ່ບໍ່ມີເຊລ ແລະແຜ່ນແພຖືກນັບພາຍໃຕ້ກ້ອງຈຸລະທັດແສງໂດຍໃຊ້ hemocytometer ທີ່ກຳລັງຂະຫຍາຍ 400x.ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເບື້ອງຕົ້ນຂອງເຊລ Planktonic P. aeruginosa ທັນທີຫຼັງຈາກການປູກຝັງແມ່ນປະມານ 106 ເຊລ/ມລ.
ການທົດສອບທາງເຄມີໄຟຟ້າໄດ້ດໍາເນີນການໃນຫ້ອງແກ້ວສາມເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີປະລິມານຂະຫນາດກາງ 500 ມລ.ແຜ່ນ platinum ແລະ electrode calomel ອີ່ມຕົວ (SCE) ໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບເຕົາປະຕິກອນໂດຍຜ່ານ Luggin capillary ເຕັມໄປດ້ວຍຂົວເກືອແລະເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນ counter and reference electrodes, ຕາມລໍາດັບ.ເພື່ອສ້າງ electrode ທີ່ເຮັດວຽກ, ສາຍທອງແດງທີ່ເຄືອບຢາງໄດ້ຖືກຕິດກັບແຕ່ລະຕົວຢ່າງແລະເຄືອບດ້ວຍ epoxy, ຊຶ່ງເຮັດໃຫ້ພື້ນທີ່ດ້ານຫນຶ່ງປະມານ 1 cm2 ຂອງ electrode ເຮັດວຽກ.ໃນລະຫວ່າງການວັດແທກທາງເຄມີ, ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກວາງໄວ້ໃນຂະຫນາດກາງ 2216E ແລະເກັບຮັກສາໄວ້ໃນອຸນຫະພູມ incubation ຄົງທີ່ (37 ° C) ໃນອາບນ້ໍາ.OCP, LPR, EIS ແລະຂໍ້ມູນ polarization ທີ່ມີທ່າແຮງໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍໃຊ້ Autolab potentiostat (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).ການທົດສອບ LPR ໄດ້ຖືກບັນທຶກໄວ້ໃນອັດຕາການສະແກນຂອງ 0.125 mV s-1 ໃນຂອບເຂດ -5 ແລະ 5 mV ແລະ Eocp ທີ່ມີອັດຕາການເກັບຕົວຢ່າງຂອງ 1 Hz.EIS ຖືກປະຕິບັດຢູ່ທີ່ Eocp ສະຖານະຄົງທີ່ໂດຍໃຊ້ແຮງດັນໄຟຟ້າ 5 mV ກັບ sinusoid ໃນໄລຍະຄວາມຖີ່ຂອງ 0.01 ຫາ 10,000 Hz.ກ່ອນທີ່ຈະມີການກວາດລ້າງທີ່ມີທ່າແຮງ, electrodes ຢູ່ໃນໂຫມດວົງຈອນເປີດຈົນກ່ວາທ່າແຮງ corrosion ຟຣີທີ່ຫມັ້ນຄົງຂອງ 42 ໄດ້ບັນລຸ.ກັບ.ການທົດສອບແຕ່ລະຄັ້ງໄດ້ຖືກເຮັດຊ້ໍາສາມຄັ້ງໂດຍແລະບໍ່ມີ Pseudomonas aeruginosa.
ຕົວຢ່າງສໍາລັບການວິເຄາະໂລຫະໄດ້ຖືກຂັດດ້ວຍກົນຈັກດ້ວຍກະດາດ SiC ປຽກ 2000 grit ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຂັດດ້ວຍ slurry ຝຸ່ນ Al2O3 0.05 µm ສໍາລັບການສັງເກດທາງ optical.ການວິເຄາະໂລຫະໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດ optical.ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກຝັງດ້ວຍການແກ້ໄຂໂພແທດຊຽມ hydroxide 10 wt%43.
ຫຼັງຈາກຟອກ, ລ້າງ 3 ເທື່ອດ້ວຍ phosphate buffered saline (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) ແລ້ວແກ້ໄຂດ້ວຍ 2.5% (v/v) glutaraldehyde ເປັນເວລາ 10 ຊົ່ວໂມງເພື່ອແກ້ໄຂ biofilm.ການຂາດນ້ໍາຕໍ່ມາກັບເອທານອນໃນຊຸດຂັ້ນຕອນ (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ແລະ 100% ໂດຍປະລິມານ) ກ່ອນທີ່ຈະແຫ້ງອາກາດ.ສຸດທ້າຍ, ຮູບເງົາທອງໄດ້ຖືກ sputtered ໃສ່ຫນ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງເພື່ອໃຫ້ການປະພຶດສໍາລັບການສັງເກດການ SEM44.ຮູບພາບ SEM ແມ່ນສຸມໃສ່ສະຖານທີ່ທີ່ມີຈຸລັງ P. aeruginosa ທີ່ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນຫຼາຍທີ່ສຸດໃນຫນ້າດິນຂອງແຕ່ລະຕົວຢ່າງ.ການວິເຄາະ EMF ໄດ້ຖືກປະຕິບັດເພື່ອກວດພົບອົງປະກອບທາງເຄມີ.ເພື່ອວັດແທກຄວາມເລິກຂອງຂຸມ, ກ້ອງຈຸລະທັດສະແກນເລເຊີ Zeiss confocal (CLSM) (LSM 710, Zeiss, ເຢຍລະມັນ) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້.ເພື່ອສັງເກດເບິ່ງຂຸມ corrosion ພາຍໃຕ້ biofilm, ຕົວຢ່າງການທົດສອບໄດ້ຖືກອະນາໄມຄັ້ງທໍາອິດຕາມມາດຕະຖານແຫ່ງຊາດຈີນ (CNS) GB/T4334.4-2000 ເພື່ອເອົາຜະລິດຕະພັນ corrosion ແລະ biofilm ອອກຈາກຫນ້າດິນຂອງຕົວຢ່າງການທົດສອບ.
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 Surface Analysis System, Thermo VG, USA) ການວິເຄາະໂດຍໃຊ້ແຫຼ່ງ X-ray monochromatic (ສາຍ Al Kα ທີ່ມີພະລັງງານ 1500 eV ແລະພະລັງງານ 150 W) ໃນຂອບເຂດກ້ວາງຂອງພະລັງງານຜູກມັດ. 0 ຕ່ໍາກວ່າເງື່ອນໄຂມາດຕະຖານຂອງ -1350 eV.ບັນທຶກ spectra ຄວາມລະອຽດສູງໂດຍໃຊ້ 50 eV pass energy ແລະ 0.2 eV step size.
ເອົາຕົວຢ່າງ incubated ແລະຄ່ອຍໆລ້າງມັນດ້ວຍ PBS (pH 7.4 ± 0.2) ສໍາລັບ 15 s45.ເພື່ອສັງເກດເບິ່ງຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຂອງ biofilm ໃນຕົວຢ່າງ, biofilm ໄດ້ຖືກ stained ໂດຍໃຊ້ຊຸດ LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA).ຊຸດບັນຈຸມີສອງສີຍ້ອມ fluorescent: ສີຍ້ອມ SYTO-9 ສີຂຽວ fluorescent ແລະ propidium iodide (PI) ສີຍ້ອມ fluorescent ສີແດງ.ໃນ CLSM, ຈຸດສີຂຽວແລະສີແດງ fluorescent ເປັນຕົວແທນຂອງຈຸລັງທີ່ມີຊີວິດແລະຕາຍ, ຕາມລໍາດັບ.ສໍາລັບການຍ້ອມສີ, ອົບ 1 ມລຂອງສ່ວນປະສົມທີ່ມີ 3 µl ຂອງ SYTO-9 ແລະ 3 µl ຂອງການແກ້ໄຂ PI ຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ (23 ° C) ໃນບ່ອນມືດເປັນເວລາ 20 ນາທີ.ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຕົວຢ່າງທີ່ມີຮອຍເປື້ອນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນສອງຄວາມຍາວຄື່ນ (488 nm ສໍາລັບຈຸລັງທີ່ມີຊີວິດແລະ 559 nm ສໍາລັບຈຸລັງຕາຍ) ໂດຍໃຊ້ອຸປະກອນ Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, ຍີ່ປຸ່ນ).ວັດແທກຄວາມໜາຂອງແຜ່ນຊີວະພາບໃນໂໝດສະແກນ 3-D.
ວິທີການອ້າງເຖິງບົດຄວາມນີ້: Li, H. et al.ຜົນກະທົບຂອງ Pseudomonas aeruginosa biofilm ທະເລຕໍ່ microbial corrosion ຂອງ 2707 super duplex stainless steel.ວິທະຍາສາດ.ເຮືອນ 6, 20190;doi:10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress corrosion cracking ຂອງ LDX 2101 duplex ສະແຕນເລດໃນການແກ້ໄຂ chloride ໃນທີ່ປະທັບຂອງ thiosulfate.ການກັດກ່ອນ.ວິທະຍາສາດ.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS ແລະ Park, YS ຜົນກະທົບຂອງການແກ້ໄຂຄວາມຮ້ອນແລະໄນໂຕຣເຈນໃນອາຍແກັສ shielding ກ່ຽວກັບການຕໍ່ຕ້ານ corrosion pitting ຂອງ super duplex ການເຊື່ອມໂລຫະສະແຕນເລດ.ການກັດກ່ອນ.ວິທະຍາສາດ.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. ແລະ Lewandowski, Z. ການສຶກສາປຽບທຽບທາງເຄມີຂອງ microbial ແລະ electrochemical pitting ໃນສະແຕນເລດ 316L.ການກັດກ່ອນ.ວິທະຍາສາດ.45, 2577–2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG ແລະ Xiao K. ພຶດຕິກໍາທາງເຄມີຂອງ 2205 duplex stainless steel ໃນການແກ້ໄຂເປັນດ່າງຢູ່ໃນຄ່າ pH ຕ່າງໆໃນທີ່ປະທັບຂອງ chloride.ເຄມີສາດ.ວາລະສານ.64, 211–220 (2012).
ເວລາປະກາດ: 09-09-2023