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A corrosione microbiana (MIC) hè un prublema seriu in parechje industrii, perchè pò purtà à enormi perdite ecunomiche.L'acciaio inox Super duplex 2707 (2707 HDSS) hè adupratu in ambienti marini per via di a so resistenza chimica eccellente.Tuttavia, a so resistenza à MIC ùn hè micca stata dimustrata sperimentalmente.Stu studiu hà esaminatu u cumpurtamentu di MIC 2707 HDSS causatu da a bacteria aerobica marina Pseudomonas aeruginosa.L'analisi elettrochimica hà dimustratu chì in a presenza di biofilm Pseudomonas aeruginosa in u mediu 2216E, un cambiamentu pusitivu in u putenziale di corrosione è un incrementu di a densità di curruzzione di a curruzzione si trovanu.L'analisi di spettroscopia di fotoelettroni di raghji X (XPS) hà dimustratu una diminuzione di u cuntenutu di Cr nantu à a superficia di a mostra sottu u biofilm.L'analisi visuale di e fossa hà dimustratu chì u biofilm di P. aeruginosa hà pruduttu una prufundità massima di fossa di 0,69 µm durante 14 ghjorni di incubazione.Ancu s'ellu hè chjucu, indica chì 2707 HDSS ùn hè micca completamente immune à u MIC di i biofilms di P. aeruginosa.
L'acciai inossidabili duplex (DSS) sò largamente usati in diverse industrii per via di a cumminazione perfetta di eccellenti proprietà meccaniche è resistenza à a corrosione1,2.Tuttavia, a pitting localizzata si trova sempre è affetta l'integrità di questu azzaru3,4.DSS ùn hè micca resistente à a corrosione microbiana (MIC)5,6.Malgradu a larga gamma di applicazioni per DSS, ci sò sempre ambienti induve a resistenza di corrosione di DSS ùn hè micca abbastanza per un usu longu.Questu significa chì sò richiesti materiali più caru cù una resistenza di corrosione più altu.Jeon et al7 anu truvatu chì ancu l'acciai inossidabili super duplex (SDSS) anu alcune limitazioni in termini di resistenza à a corrosione.Per quessa, in certi casi, acciai inossidabili super duplex (HDSS) cù una resistenza di corrosione più altu hè necessariu.Questu hà purtatu à u sviluppu di HDSS altamente ligati.
A resistenza à a corrosione DSS dipende da u rapportu di fasi alfa è gamma è depleted in Cr, Mo è W regioni 8, 9, 10 adiacenti à a seconda fase.HDSS cuntene un altu cuntenutu di Cr, Mo è N11, per quessa, hà una excelente resistenza à a corrosione è un altu valore (45-50) di u numeru di resistenza di pitting equivalent (PREN) determinatu da wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo +). 0,5% Wt) + 16% Wt.N12.Son excellente résistance à la corrosion dépend d'une composition équilibrée contenant environ 50 % de phases ferritiques (α) et 50 % austénitiques (γ).HDSS hà megliu proprietà meccaniche è più resistenza à a corrosione di cloruri.A resistenza di corrosione mejorata estende l'usu di HDSS in ambienti di cloruri più aggressivi cum'è ambienti marini.
I MIC sò un prublema maiò in parechje industrii cum'è l'industria di l'oliu è di u gasu è l'acqua14.MIC conta per u 20% di tutti i danni di corrosione15.MIC hè una corrosione bioelettrochimica chì pò esse osservata in parechji ambienti.Biofilms chì si formanu nantu à e superfici metalliche cambianu e cundizioni elettrochimiche, affettendu cusì u prucessu di corrosione.Hè largamente crede chì a corrosione MIC hè causata da biofilms.I microorganismi elettrogeni manghjanu i metalli per ottene l'energia necessaria per sopravvive17.Studi recenti di MIC anu dimustratu chì l'EET (trasferimentu elettronicu extracellulare) hè u fattore limitante di a tarifa in MIC indotta da i microorganismi elettrogeni.Zhang et al.18 hà dimustratu chì l'intermediari di l'elettroni acceleranu u trasferimentu di l'elettroni trà e cellule di Desulfovibrio sessificans è l'acciaio inox 304, risultatu in un attaccu MIC più severu.Anning et al.19 è Wenzlaff et al.20 anu dimustratu chì i biofilms di batteri riducenti di sulfate corrosivi (SRBs) ponu assorbe direttamente l'elettroni da i sustrati di metalli, chì risultanu in pitting severi.
DSS hè cunnisciutu per esse suscettibile à MIC in i media chì cuntenenu SRBs, battìri riducenti di ferru (IRBs), etc. 21 .Queste battìri causanu pitting localizzati nantu à a superficia di DSS sottu biofilms22,23.A cuntrariu di DSS, u HDSS24 MIC ùn hè micca cunnisciutu.
Pseudomonas aeruginosa hè una bacteria Gram-negativa, motile, in forma di bastone chì hè largamente distribuitu in natura25.Pseudomonas aeruginosa hè ancu un gruppu microbicu maiò in l'ambienti marini, chì causanu concentrazioni elevate di MIC.Pseudomonas hè attivamente implicatu in u prucessu di corrosione è hè ricunnisciutu com'è un colonizer pioniere durante a furmazione di biofilm.Mahat et al.28 è Yuan et al.29 hà dimustratu chì Pseudomonas aeruginosa tende à aumentà a rata di corrosione di l'acciaio dolce è alliati in ambienti acquatici.
L'ughjettu principale di stu travagliu era di investigà e proprietà di MIC 2707 HDSS causatu da a bacteria aerobica marina Pseudomonas aeruginosa utilizendu metudi elettrochimichi, metudi di analisi di superficia è analisi di prudutti di corrosione.Studi elettrochimici, cumpresi u putenziale di circuitu apertu (OCP), a resistenza di polarizazione lineare (LPR), l'espectroscopia d'impedenza elettrochimica (EIS), è a putenziale polarizazione dinamica, sò stati realizati per studià u cumpurtamentu di u MIC 2707 HDSS.L'analisi spettrometrica dispersiva di energia (EDS) hè stata realizata per detectà elementi chimichi nantu à una superficia corroduta.Inoltre, a spettroscopia di fotoelettroni di raghji X (XPS) hè stata aduprata per determinà a stabilità di a passivazione di a film d'ossidu sottu l'influenza di un ambiente marinu chì cuntene Pseudomonas aeruginosa.A prufundità di i fossi hè stata misurata sottu un microscopiu di scanning laser confocal (CLSM).
A Table 1 mostra a cumpusizioni chimica di 2707 HDSS.A Tabella 2 mostra chì 2707 HDSS hà proprietà meccaniche eccellenti cù una forza di rendiment di 650 MPa.Nantu à fig.1 mostra a microstruttura ottica di suluzione 2707 HDSS trattata termicamente.In a microstruttura chì cuntene circa 50% austenite è 50% fasi di ferrite, bande allungate di fasi di austenite è ferrite senza fasi secundarii sò visibili.
Nantu à fig.2a mostra u potenziale di circuitu apertu (Eocp) versus u tempu d'esposizione per 2707 HDSS in 2216E abiotic medium è P. aeruginosa broth for 14 days at 37 ° C.Mostra chì u cambiamentu più grande è più significativu in Eocp si trova in e prime 24 ore.I valori di Eocp in i dui casi anu culminatu à -145 mV (rispettu à SCE) intornu à 16 h è poi scendenu bruscamente, righjunghjendu -477 mV (rispettu à SCE) è -236 mV (rispettu à SCE) per u campione abioticu.e coupons Pseudomonas aeruginosa, rispettivamente).Dopu à l'ora di 24, u valore Eocp 2707 HDSS per P. aeruginosa era relativamente stabile à -228 mV (paragunatu à SCE), mentre chì u valore currispundente per i campioni non-biologichi era circa -442 mV (paragunatu à SCE).Eocp in presenza di P. aeruginosa era abbastanza bassu.
Etude électrochimique de 2707 échantillons HDSS en milieu abiotique et bouillon de Pseudomonas aeruginosa à 37 °C :
(a) Eocp in funzione di u tempu di esposizione, (b) curve di polarizazione à u ghjornu 14, (c) Rp in funzione di u tempu di esposizione, è (d) icorr in funzione di u tempu di esposizione.
A Tabella 3 mostra i parametri di corrosione elettrochimica di 2707 campioni HDSS esposti à i media abiotici è Pseudomonas aeruginosa inoculati per un periudu di 14 ghjorni.Les tangentes des courbes anodiques et cathodiques ont été extrapolées pour obtenir des intersections qui donnent la densité de courant de corrosion (icorr), le potentiel de corrosion (Ecorr) et la pente de Tafel (βα et βc) selon les méthodes standard30,31.
Comu mostra in fig.2b, un shift upward in a curve P. aeruginosa risultatu in un incrementu in Ecorr cumparatu cù a curva abiotic.U valore di icorr, chì hè proporzionale à a rata di corrosione, hè aumentatu à 0,328 µA cm-2 in a mostra di Pseudomonas aeruginosa, chì hè quattru volte più grande chè in a mostra non biologica (0,087 µA cm-2).
LPR hè un metudu elettrochimicu classicu non distruttivu per l'analisi di corrosione rapida.Hè statu ancu usatu per studià MIC32.Nantu à fig.2c mostra a resistenza di polarizazione (Rp) in funzione di u tempu di esposizione.Un valore Rp più altu significa menu corrosione.In e prime 24 ore, Rp 2707 HDSS hà cullatu à 1955 kΩ cm2 per i campioni abiotici è 1429 kΩ cm2 per i campioni di Pseudomonas aeruginosa.A Figura 2c mostra ancu chì u valore Rp diminuì rapidamente dopu à un ghjornu, è dopu si ferma relativamente invariatu in i prossimi 13 ghjorni.U valore Rp di una mostra di Pseudomonas aeruginosa hè di circa 40 kΩ cm2, chì hè assai più bassu di u valore di 450 kΩ cm2 di una mostra non biologica.
U valore di icorr hè proporzionale à a tarifa di corrosione uniforme.U so valore pò esse calculatu da l'equazioni di Stern-Giri:
Sicondu Zoe et al.33, u valore tipicu di u Tafel slope B in stu travagliu hè statu pigliatu à esse 26 mV/dec.A figura 2d mostra chì l'icorr di u campionu non-biològicu 2707 ferma relativamente stabile, mentri l'esemplari di P. aeruginosa fluctuated assai dopu à i primi 24 ore.I valori di icorr di i campioni di P. aeruginosa eranu un ordine di grandezza più altu ch'è quelli di cuntrolli non biologichi.Questa tendenza hè coherente cù i risultati di a resistenza di polarizazione.
L'EIS hè un altru mètudu non distruttivu utilizatu per caratterizà e reazzioni elettrochimiche nantu à superfici corrode.Spettri d'impedenza è valori di capacità calculati di i campioni esposti à l'ambiente abioticu è a suluzione di Pseudomonas aeruginosa, a resistenza passiva di film / biofilm Rb furmata nantu à a superficia di a mostra, a resistenza di trasferimentu di carica Rct, a capacità elettrica di doppia capa Cdl (EDL) è i parametri di l'elementu di fase QCPE constante. (CPE).Questi paràmetri sò stati analizati ulteriormente per adattazione di e dati utilizendu un mudellu di circuitu equivalente (EEC).
Nantu à fig.3 mostra trama tipica di Nyquist (a è b) è trama di Bode (a' è b') per 2707 HDSS samples in media abiotic è broth P. aeruginosa per diversi tempi di incubazione.U diametru di l'anellu di Nyquist diminuisce in presenza di Pseudomonas aeruginosa.A trama di Bode (Fig. 3b') mostra l'aumentu di l'impedenza tutale.L'infurmazione nantu à a constante di u tempu di rilassazione pò esse ottenuta da a fase massima.Nantu à fig.4 mostra e strutture fisiche basate nantu à una monolayer (a) è una bicapa (b) è l'EEC currispondenti.CPE hè introduttu in u mudellu CEE.A so ammittenza è l'impedenza sò espresse cum'è seguente:
Dui mudelli fisichi è circuiti equivalenti currispundenti per adattazione di u spettru di impedenza di a mostra 2707 HDSS:
où Y0 est la valeur KPI, j est le nombre imaginaire ou (-1)1/2, ω est la fréquence angulaire, n est l'indice de puissance KPI inférieur à 135.L'inversione di resistenza di trasferimentu di carica (ie 1/Rct) currisponde à a tarifa di corrosione.U più chjucu Rct, u più altu u tassu di corrosione27.Dopu à 14 ghjorni d'incubazione, u Rct di i campioni di Pseudomonas aeruginosa hà righjuntu 32 kΩ cm2, chì hè assai menu di i 489 kΩ cm2 di campioni non biologichi (Table 4).
L'imaghjini CLSM è l'imaghjini SEM in a Figura 5 mostranu chjaramente chì u revestimentu di biofilm nantu à a superficia di HDSS sample 2707 dopu à 7 ghjorni hè densu.In ogni casu, dopu à 14 ghjorni, a cobertura di biofilm era povera è alcune cellule morte apparsu.U tavulu 5 mostra u gruixu di biofilm nantu à 2707 campioni HDSS dopu l'esposizione à P. aeruginosa per 7 è 14 ghjorni.U grossu massimu di biofilm hè cambiatu da 23,4 µm dopu à 7 ghjorni à 18,9 µm dopu à 14 ghjorni.U grossu mediu di biofilm hà ancu cunfirmatu sta tendenza.Hè diminuitu da 22,2 ± 0,7 μm dopu à 7 ghjorni à 17,8 ± 1,0 μm dopu à 14 ghjorni.
(a) Image CLSM 3-D à 7 ghjorni, (b) Image CLSM 3-D à 14 ghjorni, (c) Image SEM à 7 ghjorni, è (d) Image SEM à 14 ghjorni.
EMF hà revelatu elementi chimichi in biofilms è prudutti di corrosione nantu à i campioni esposti à P. aeruginosa per 14 ghjorni.Nantu à fig.A figura 6 mostra chì u cuntenutu di C, N, O è P in biofilms è prudutti di corrosione hè significativamente più altu ch'è in metalli puri, postu chì questi elementi sò assuciati cù biofilms è i so metaboliti.I microbi ùn necessitanu solu tracce di cromu è di ferru.Alti livelli di Cr è Fe in u biofilm è i prudutti di corrosione nantu à a superficia di i campioni indicanu chì a matrice metallica hà persu elementi per via di a corrosione.
Dopu à 14 ghjorni, i fossi cù è senza P. aeruginosa sò stati osservati in u mediu 2216E.Prima di l'incubazione, a superficia di e mostra era liscia è senza difetti (Fig. 7a).Dopu l'incubazione è a rimozione di i biofilm è i prudutti di corrosione, i foschi più profondi nantu à a superficia di i campioni sò stati esaminati cù CLSM, cum'è mostra in Fig. 7b è c.Nisuna pitting evidenti hè stata trovata nantu à a superficia di cuntrolli non biologichi (profundità massima di pitting 0,02 µm).A prufundità massima di fossa causata da P. aeruginosa era 0,52 µm à 7 ghjorni è 0,69 µm à 14 ghjorni, basatu annantu à a prufundità massima di fossa media da 3 campioni (10 prufundità massima di fossa sò state scelte per ogni mostra).Achievement of 0.42 ± 0.12 µm è 0.52 ± 0.15 µm, rispettivamente (Table 5).Questi valori di prufundità di u pirtusu sò chjuchi ma impurtanti.
(a) prima di l'esposizione, (b) 14 ghjorni in un ambiente abioticu, è (c) 14 ghjorni in brou di Pseudomonas aeruginosa.
Nantu à fig.A Table 8 mostra i spettri XPS di diverse superfici di mostra, è a cumpusizioni chimica analizata per ogni superficia hè riassunta in Table 6. In Table 6, i percentuali atomichi di Fe è Cr in presenza di P. aeruginosa (esempi A è B) eranu assai più bassu di quelli di cuntrolli non biologichi.(esempii C è D).Per una mostra di P. aeruginosa, a curva spettrale à u livellu di u nucleu Cr 2p hè stata adattata à quattru cumpunenti di piccu cù energie di ligame (BE) di 574,4, 576,6, 578,3 è 586,8 eV, chì ponu esse attribuiti à Cr, Cr2O3, CrO3. .è Cr (OH) 3, rispettivamente (Fig. 9a è b).Per i campioni non biologichi, u spettru di u livellu principale di Cr 2p cuntene dui picchi principali per Cr (573.80 eV per BE) è Cr2O3 (575.90 eV per BE) in Figs.9c è d, rispettivamente.A diferenza più impressiunanti trà i campioni abiotici è i campioni di P. aeruginosa era a prisenza di Cr6 + è una proporzione relativa più altu di Cr (OH) 3 (BE 586.8 eV) sottu u biofilm.
U largu spettru XPS di a superficia di mostra 2707 HDSS in dui media sò 7 è 14 ghjorni, rispettivamente.
(a) 7 ghjorni di esposizione à P. aeruginosa, (b) 14 ghjorni di esposizione à P. aeruginosa, (c) 7 ghjorni in un ambiente abioticu, è (d) 14 ghjorni in un ambiente abioticu.
HDSS mostra un altu livellu di resistenza à a corrosione in a maiò parte di l'ambienti.Kim et al.2 hà infurmatu chì HDSS UNS S32707 hè statu identificatu cum'è un DSS altamente alliatu cù un PREN più grande di 45. U valore PREN di mostra 2707 HDSS in stu travagliu era 49. Questu hè duvuta à l'altu cuntenutu di cromu è l'altu cuntenutu di molibdenu è nickel, chì sò utili in ambienti acidi.è ambienti cun altu cuntenutu di cloruri.Inoltre, una cumpusizioni ben equilibrata è una microstruttura senza difetti sò benefizii per a stabilità strutturale è a resistenza à a corrosione.In ogni casu, malgradu a so resistenza chimica eccellente, i dati spirimintali in stu travagliu suggerenu chì 2707 HDSS ùn hè micca cumplettamente immune à P. aeruginosa biofilm MICs.
I risultati elettrochimichi dimustranu chì a freccia di corrosione di 2707 HDSS in u brou di P. aeruginosa hà aumentatu significativamente dopu à 14 ghjorni cumparatu cù l'ambiente non biologicu.In a Figura 2a, una diminuzione di Eocp hè stata osservata in u mediu abioticu è in u caldo di P. aeruginosa durante i primi 24 ore.Dopu quì, u biofilm copre cumpletamente a superficia di a mostra, è Eocp diventa relativamente stabile36.Tuttavia, u livellu Eocp biologicu era assai più altu ch'è u livellu Eocp non biologicu.Ci sò ragiuni per crede chì sta diferenza hè assuciata cù a furmazione di biofilms di P. aeruginosa.Nantu à fig.2d in presenza di P. aeruginosa, u valore HDSS icorr 2707 hà righjuntu 0,627 μA cm-2, chì hè un ordine di grandezza più altu ch'è quellu di u cuntrollu abioticu (0,063 μA cm-2), chì era coherente cù u valore Rct misuratu. da EIS.Duranti i primi ghjorni, i valori d'impedenza in u caldo di P. aeruginosa anu aumentatu per l'attaccamentu di e cellule di P. aeruginosa è a furmazione di biofilms.Tuttavia, quandu u biofilm copre completamente a superficia di mostra, l'impedenza diminuisce.A capa protettiva hè attaccata principalmente per via di a furmazione di biofilms è metaboliti di biofilm.In cunseguenza, a resistenza à a corrosione diminuite cù u tempu è l'attaccamentu di P. aeruginosa hà causatu a corrosione localizzata.I tendenzi in l'ambienti abiotici eranu diffirenti.A resistenza à a corrosione di u cuntrollu non-biològicu era assai più altu ch'è u valore currispundente di i campioni esposti à u caldo di P. aeruginosa.Inoltre, per l'accessioni abioticu, u valore Rct 2707 HDSS hà righjuntu 489 kΩ cm2 in u ghjornu 14, chì hè 15 volte più altu ch'è u valore Rct (32 kΩ cm2) in presenza di P. aeruginosa.Cusì, 2707 HDSS hà una excelente resistenza à a corrosione in un ambiente sterile, ma ùn hè micca resistente à i MIC da i biofilms di P. aeruginosa.
Questi risultati ponu ancu esse osservati da e curve di polarizazione in Figs.2b.A ramificazione anodica hè stata assuciata cù a furmazione di biofilm di Pseudomonas aeruginosa è reazzioni d'ossidazione di metalli.In questu casu, a reazione catodica hè a riduzzione di l'ossigenu.A prisenza di P. aeruginosa hà aumentatu significativamente a densità di u currenti di corrosione, circa un ordine di grandezza più altu ch'è in u cuntrollu abioticu.Questu indica chì u biofilm di P. aeruginosa prumove a corrosione localizzata di 2707 HDSS.Yuan et al.29 truvaru chì a densità di a curruzzione di a curruzzione di l'alliage Cu-Ni 70/30 aumentava sottu l'azzione di u biofilm P. aeruginosa.Questu pò esse dovutu à a biocatalysis di riduzzione di l'ossigenu da i biofilms di Pseudomonas aeruginosa.Questa osservazione pò ancu spiegà u MIC 2707 HDSS in questu travagliu.Ci pò ancu esse menu ossigenu sottu biofilms aerobichi.Dunque, u rifiutu di ripassivate a superficia metallica cù l'ossigenu pò esse un fattore chì cuntribuisce à MIC in stu travagliu.
Dickinson et al.38 suggerì chì u ritmu di reazzione chimica è elettrochimica pò esse direttamente affettata da l'attività metabolica di i batteri sessili nantu à a superficia di mostra è a natura di i prudutti di corrosione.Comu mostra in a Figura 5 è a Tabella 5, u numeru di cellule è u grossu di biofilm diminuite dopu à 14 ghjorni.Questu pò esse ragiunamente spiegatu da u fattu chì dopu à 14 ghjorni, a maiò parte di e cellule sessile nantu à a superficia di 2707 HDSS morse per via di l'esaurimentu di nutrienti in u mediu 2216E o a liberazione di ioni di metalli tossichi da a matrice 2707 HDSS.Questa hè una limitazione di l'esperimenti batch.
In questu travagliu, un biofilm di P. aeruginosa hà cuntribuitu à a depletion locale di Cr è Fe sottu u biofilm nantu à a superficia di 2707 HDSS (Fig. 6).A Tabella 6 mostra a riduzzione di Fe è Cr in a mostra D in compara cù a mostra C, chì indica chì u Fe è Cr dissoluti causati da u biofilm P. aeruginosa persiste per i primi 7 ghjorni.L'ambiente 2216E hè utilizatu per simulà l'ambiente marinu.Contene 17700 ppm Cl-, chì hè paragunabili à u so cuntenutu in acqua di mare naturali.A prisenza di 17700 ppm Cl- era u mutivu principale per a diminuzione di Cr in campioni abiotici di 7 è 14 ghjorni analizati da XPS.Comparatu à i campioni di P. aeruginosa, a dissoluzione di Cr in campioni abiotici era assai menu per via di a forte resistenza di 2707 HDSS à u cloru in cundizioni abiotiche.Nantu à fig.9 mostra a prisenza di Cr6 + in a film passivating.Pò esse implicatu in a rimuzione di cromu da e superfici d'acciaio da i biofilms di P. aeruginosa, cum'è suggeritu da Chen è Clayton.
A causa di a crescita bacteriana, i valori di pH di u mediu prima è dopu à u cultivo eranu 7,4 è 8,2, rispettivamente.Cusì, sottu à u biofilm P. aeruginosa, a corrosione di l'acidu urgànicu hè improbabile di cuntribuisce à stu travagliu per via di u pH relativamente altu in u mediu grossu.U pH di u mediu di cuntrollu micca biologicu ùn hà micca cambiatu significativamente (da 7,4 iniziale à 7,5 finali) durante u periodu di prova di 14 ghjorni.L'aumentu di u pH in u mediu di inoculazione dopu l'incubazione hè stata assuciata cù l'attività metabolica di P. aeruginosa è hè stata truvata per avè u stessu effettu in u pH in l'absenza di strisce di prova.
Comu mostra in a Figura 7, a prufundità massima di fossa causata da u biofilm di P. aeruginosa era 0,69 µm, chì hè assai più grande di quella di u mediu abioticu (0,02 µm).Questu hè coherente cù i dati elettrochimichi descritti sopra.A prufundità di fossa di 0,69 µm hè più di dece volte più chjuca di u valore di 9,5 µm riportatu per 2205 DSS in e stesse cundizioni.Questi dati mostranu chì 2707 HDSS presenta una resistenza megliu à i MIC cà 2205 DSS.Stu ùn deve vene cum'è una sorpresa postu chì 2707 HDSS hà più altu livelli di Cr chì furnisce una passivazione più longa, più difficiuli di depassivate P. aeruginosa, è per via di a so struttura di fase equilibrata senza precipitazione secundaria dannusu provoca pitting.
In cunclusioni, i pits MIC sò stati truvati nantu à a superficia di 2707 HDSS in u brou di P. aeruginosa cumparatu cù i foschi insignificanti in l'ambiente abioticu.Stu travagliu mostra chì 2707 HDSS hà megliu resistenza à MIC cà 2205 DSS, ma ùn hè micca cumplettamente immune à MIC per via di P. aeruginosa biofilm.Questi risultati aiutanu à a selezzione di acciai inossidabili adattati è l'expectativa di vita per l'ambiente marinu.
Coupon per 2707 HDSS furnitu da a Scola di Metallurgia di l'Università di u Nordu (NEU) in Shenyang, Cina.A cumpusizioni elementali di 2707 HDSS hè mostrata in a Tabella 1, chì hè stata analizata da u Dipartimentu d'Analisi è Testing di Materiali NEU.Tutti i campioni sò stati trattati per una suluzione solida à 1180 ° C per 1 ora.Prima di a prova di corrosione, un 2707 HDSS in forma di munita cù una superficia superiore aperta di 1 cm2 hè stata lucidata à grana 2000 cù carta vetrata di carburu di siliciu è poi lucidata cù una slurry in polvere Al2O3 0.05 µm.I lati è u fondu sò prutetti cù pittura inerte.Dopu l'asciugatura, i campioni sò lavati cù acqua deionizzata sterile è sterilizzati cù 75% (v / v) etanol per 0,5 h.Allora sò stati secchi à l'aria sottu a luce ultravioletta (UV) per 0,5 h prima di l'usu.
A ceppa marina di Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 hè stata acquistata da u Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), Cina.Pseudomonas aeruginosa hè statu cultivatu in cundizioni aerobichi à 37 ° C. in flasks 250 ml è cellula electrochemical vetru 500 ml cù Marine 2216E medium liquid (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China).Mediu cuntene (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 SrBr302, 0,08 SrBr302, Na 16 6NH26NH3, 3.0016 NH3 5.0 peptone, 1.0 estratto di levitu è ​​0,1 citrate di ferru.Autoclave à 121 ° C per 20 minuti prima di inoculazione.Cunta e cellule sessili è planctoniche cù un hemocitometru sottu un microscopiu luminoso à un ingrandimentu di 400x.La concentrazione iniziale di Pseudomonas aeruginosa planctonica immediatamente dopo l'inoculazione era di circa 106 cellule/ml.
I testi elettrochimici sò stati realizati in una cellula di vetru classicu di trè elettrodi cù un voluminu mediu di 500 ml.U fogliu di platinu è l'elettrodu di calomel saturatu (SAE) sò stati culligati à u reattore à traversu i capillari Luggin pienu di ponti di sali, chì anu servitu cum'è elettrodi contru è rifarenza, rispettivamente.Per a fabricazione di l'elettrodi di travagliu, u filu di ramu gommatu hè statu attaccatu à ogni mostra è coperto cù resina epossidica, lascendu circa 1 cm2 di zona senza prutezzione per l'elettrodu di travagliu da una parte.Durante e misurazioni elettrochimiche, i campioni sò stati posti in u mediu 2216E è manteni à una temperatura di incubazione constante (37 ° C) in un bagnu d'acqua.OCP, LPR, EIS è e putenziali dati di polarizazione dinamica sò stati misurati cù un potentiostat Autolab (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).I testi LPR sò stati registrati à una freccia di scansione di 0,125 mV s-1 in a gamma di -5 à 5 mV cù Eocp è una freccia di campionamentu di 1 Hz.L'EIS hè stata realizata cù una onda sinusoidale nantu à una gamma di frequenze da 0,01 à 10,000 Hz utilizendu una tensione applicata di 5 mV à Eocp à u statu stazionariu.Prima di u sweep potenziale, l'elettrodi eranu in modu inattivu finu à chì un valore stabile di u putenziale di corrosione libera hè stata righjunta.E curve di polarizazione sò state poi misurate da -0,2 à 1,5 V in funzione di Eocp à una freccia di scansione di 0,166 mV/s.Ogni prova hè stata ripetuta 3 volte cù è senza P. aeruginosa.
I campioni per l'analisi metallografica sò stati lucidati meccanicamente cù carta SiC di grana 2000 umida è poi ulteriormente lucidati cù una sospensione di polvere Al2O3 0.05 µm per l'osservazione ottica.L'analisi metallografica hè stata fatta cù un microscopiu otticu.I campioni sò stati incisi cù una soluzione di 10% in peso di idrossidu di potassiu 43.
Dopu l'incubazione, i campioni sò stati lavati 3 volte cù fosfatatu buffered saline (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) è dopu fissi cù 2.5% (v/v) glutaraldehyde per 10 ore per fix biofilms.Dopu, hè stata disidratata cù etanolu batched (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% è 100% in volume) prima di siccà à l'aria.Infine, una film d'oru hè dipositu nantu à a superficia di a mostra per furnisce a conduttività per l'osservazione SEM.L'imaghjini SEM anu focu annantu à spots cù e cellule di P. aeruginosa più sessile nantu à a superficia di ogni mostra.Eseguite un analisi EDS per truvà elementi chimichi.Un microscopiu di scanning laser confocal Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germania) hè stata utilizata per misurà a prufundità di a fossa.Per osservà e fossa di corrosione sottu u biofilm, u campione di prova hè stata prima pulita secondu u Standard National Chinese (CNS) GB / T4334.4-2000 per sguassà i prudutti di corrosione è u biofilm da a superficia di u campione di prova.
L'analisi di spettroscopia di fotoelettroni XPS (XPS, ESCALAB250 sistema di analisi di superficia, Thermo VG, USA) hè stata realizata cù una fonte monocromatica di raghji X (linea Aluminium Kα cù una energia di 1500 eV è una putenza di 150 W) in una larga gamma di energie di legame 0 in cundizioni standard di -1350 eV.Spettri d'alta risoluzione sò stati registrati utilizendu una energia di trasmissione di 50 eV è un passu di 0,2 eV.
I campioni incubati sò stati eliminati è lavati delicatamente cù PBS (pH 7,4 ± 0,2) per 15 s45.Per osservà a viabilità bacteriana di i biofilms nantu à i campioni, i biofilms sò stati macchiati cù u LIVE / DEAD BacLight BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA).U kit cuntene dui coloranti fluorescenti: tintura fluorescente verde SYTO-9 è tintura fluorescente rossa di ioduru di propidium (PI).In CLSM, i punti verdi è rossi fluorescenti rapprisentanu e cellule vive è morte, rispettivamente.Per a colorazione, 1 ml di una mistura chì cuntene 3 µl di SYTO-9 è 3 µl di suluzione PI hè stata incubata per 20 minuti à a temperatura ambiente (23 ° C) in u bughju.Dopu, i campioni macchiati sò stati esaminati à duie lunghezze d'onda (488 nm per e cellule vive è 559 nm per e cellule morte) cù un apparatu Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Giappone).U grossu di u biofilm hè statu misuratu in modu di scanning 3D.
Cumu cita stu articulu: Li, H. et al.Corrosione microbica di l'acciaio inox 2707 super duplex da u biofilm marinu di Pseudomonas aeruginosa.a scienza.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
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Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Effetti di u trattamentu termicu di suluzione è di nitrogenu in u gasu protettivu nantu à a resistenza à a corrosione di pitting di saldature in acciaio inox hyper duplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Effetti di u trattamentu termicu di suluzione è di nitrogenu in u gasu protettivu nantu à a resistenza à a corrosione di pitting di saldature in acciaio inox hyper duplex.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS è Park, YS Effettu di u trattamentu termale di solu suluzione solida è di nitrogenu in u gasu protettivu nantu à a resistenza à a corrosione di pitting di saldature in acciaio inox hyperduplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS è Park, YS Effettu di u trattamentu termale di suluzione è di nitrogenu in u gasu protettivu nantu à a resistenza à a corrosione di pitting di saldature in acciaio inox super duplex.cori.a scienza.53, 1939-1947 (2011).
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