Aafiaga ole Pseudomonas aeruginosa Marine Biofilm ile Microbial Corrosion ole 2707 Super Duplex Stainless Steel

Faafetai mo le asiasi ile Nature.com.O lo'o e fa'aogaina se su'esu'ega e fa'atapula'aina le lagolago a le CSS.Mo le poto sili ona lelei, matou te fautuaina oe e te faʻaogaina se suʻesuʻega fou (pe faʻamalo le Faiga Faʻatasi i Internet Explorer).E le gata i lea, ina ia mautinoa le lagolago faifaipea, matou te faʻaalia le saite e aunoa ma sitaili ma JavaScript.
Fa'aali atu se carousel e tolu fa'asolo i le taimi e tasi.Fa'aoga fa'amau muamua ma le soso'o e fa'agasolo ai fa'ase'e se tolu i le taimi, pe fa'aoga fa'aa'a fa'asolo i le pito e fa'asolo ai fa'ase'e se tolu i le taimi.
Microbial corrosion (MIC) ose fa'afitauli tele i le tele o alamanuia ona e mafai ona o'o atu ai i le tele o tupe gau.Super duplex uamea u'amea 2707 (2707 HDSS) o lo'o fa'aogaina i si'osi'omaga o le gataifale ona o lona tete'e atu vaila'au lelei.Ae ui i lea, o lona tetee atu i le MIC e leʻi faʻataʻitaʻiina.O lenei suʻesuʻega na suʻesuʻeina ai le amio a le MIC 2707 HDSS e mafua mai i le gataifale aerobic bacteria Pseudomonas aeruginosa.O suʻesuʻega eletise na faʻaalia ai i le i ai o le Pseudomonas aeruginosa biofilm i le 2216E medium, na suia lelei le malosi o le pala, ma faʻateleina le mamafa o le taimi nei.O faʻaiʻuga o le suʻesuʻega o le X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) na faʻaalia ai le faʻaitiitia o le Cr i luga o le faʻataʻitaʻiga i lalo ole biofilm.O le au'ili'iliga o ata o le lua na fa'aalia ai o le Pseudomonas aeruginosa biofilms na maua ai le loloto ole lua ole 0.69 µm i le mae'a ai o aso e 14 ole aganu'u.E ui lava e laʻititi lenei mea, o loʻo taʻu mai ai o le 2707 HDSS e leʻo atoatoa ona puipuia i aʻafiaga o P. aeruginosa biofilms ile MIC.
Duplex stainless steel (DSS) o loʻo faʻaaogaina lautele i pisinisi eseese ona o le tuʻufaʻatasiga atoatoa o mea faʻainisinia sili ona lelei ma le faʻafefeteina1,2.Ae ui i lea, e mafai ona tupu pea le pitting fa'apitonu'u, lea e ono a'afia ai le fa'amaoni o lenei sila 3, 4.DSS e le puipuia mai microbial corrosion (MIC)5,6.E ui lava ina lautele le faʻaogaina o le DSS, o loʻo i ai pea siʻosiʻomaga e le lava le malosi o le DSS mo le faʻaaogaina umi.O lona uiga e mana'omia le tele o mea taugata ma maualuga atu le fa'a'ele'ele.Na maua e Jeon et al.7 e oʻo lava i le uamea faʻamaʻi sili (SDSS) o loʻo i ai ni tapulaʻa i tulaga o le faʻafefeteina.O le mea lea, o loʻo i ai se manaʻoga mo super duplex uʻamea uʻamea (HDSS) faʻatasi ai ma le maualuga o le faʻafefeteina i nisi o talosaga.O lenei mea na mafua ai le atinaʻeina o HDSS sili ona faʻafefiloi.
O le faʻaleagaina o le DSS e faʻamoemoeina i le fua faatatau o le α-phase i le γ-phase ma vaega ua faʻaumatia i Cr, Mo ma W e lata ane i vaega lona lua8,9,10.O le HDSS o loʻo i ai le maualuga o le Cr, Mo ma le N11, lea e tuʻuina atu ai le faʻafefeteina sili ona lelei ma se tau maualuga (45-50) e tutusa ma le tau faʻafefeteina (PREN), lea e faʻamatalaina e le wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo. + 0, 5 wt % W) + 16 wt %.N12.O lona tete'e sili ona pala e fa'alagolago i se tuufaatasiga paleni o lo'o iai pe tusa ma le 50% ferritic (α) ma le 50% austenitic (γ) vaega.Ua fa'aleleia e le HDSS mea fa'ainisinia ma maualuga atu le chlorine fa'atusatusa ile DSS13 masani.Uiga o le pala kemikolo.Faʻaleleia atili le faʻafefeteina e faʻalauteleina ai le faʻaogaina o le HDSS i siʻosiʻomaga chloride sili atu le malosi e pei o siʻosiʻomaga o le gataifale.
O le MIC ose fa'afitauli tele i le tele o alamanuia, e aofia ai le suau'u ma le kesi ma le suavai14.O le MIC e 20% o mea uma ua faaleagaina15.O le MIC ose bioelectrochemical corrosion e mafai ona matauina i le tele o siosiomaga16.O le faʻavaeina o biofilms i luga o uʻamea e suia ai tulaga eletise ma faʻapea ona aʻafia ai le faʻaleagaina.E masani ona talia o le MIC corrosion e mafua mai biofilms14.O meaola ninii eletise e 'aina metala ina ia maua ai le malosi e ola ai17.O suʻesuʻega talu ai nei a le MIC ua faʻaalia ai o le EET (extracellular electron transfer) o le faʻatapulaʻaina lea o le MIC faʻaosoina e microorganisms electrogenic.O Zhang et al.18 na faʻaalia ai e faʻavaveina e le au faʻasalalauga eletise le faʻaogaina o le eletise i le va o Desulfovibrio vulgaris sessile cell ma le 304 stainless steel, e mafua ai le osofaʻiga MIC sili atu.Anning et al.19 ma Wenzlaff et al.20 ua faʻaalia ai o biofilms o siama faʻaitiitia sulfate-faʻaitiitia (SRBs) e mafai ona mitiia saʻo eletise mai mea uʻamea, e mafua ai le pitting ogaoga.
DSS ua iloa e a'afia i le MIC i ala o faasalalauga o lo'o iai SRBs, iron-reducing bacteria (IRBs), etc. 21 .O nei siama e mafua ai pitting fa'apitonu'u i luga o le DSS i lalo ole biofilm22,23.E le pei o le DSS, e itiiti se mea e iloa e uiga i le MIC HDSS24.
O le Pseudomonas aeruginosa ose fa'ama'i Gram-negative, motile, e pei o le rod e salalau lautele i le natura25.O le Pseudomonas aeruginosa o le microbiota autu foi e nafa ma le MIC o le sila i totonu o le gataifale26.O ituaiga o Pseudomonas e a'afia sa'o i faiga a'a ma ua fa'ailoaina o le ulua'i nofoia i le taimi o le biofilm formation27.Mahat et al.28 ma Yuan et al.29 na fa'aalia ai o le Pseudomonas aeruginosa o lo'o taumafai e fa'atuputeleina le maualuga o le pala o u'amea mālū ma u'amea i si'osi'omaga vai.
O le sini autu o lenei galuega o le suʻesuʻeina lea o meatotino a le MIC o le 2707 HDSS e mafua mai i le gataifale aerobic bacterium Pseudomonas aeruginosa e faʻaogaina ai auala eletise, metotia o suʻesuʻega o luga ma suʻesuʻega oloa faʻaleagaina.O su'esu'ega fa'a-eletise e aofia ai matala ta'avale (OCP), linear polarization resistance (LPR), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) ma dynamic polarization sa faia e su'esu'e ai le amio a le MIC 2707 HDSS.E fa'atino su'esu'ega fa'ata'apeina o le malosi (EDS) e su'esu'e ai elemene vaila'au i luga o mea ua pala.E le gata i lea, o le mautu o le faʻaogaina o ata tifaga i lalo o le aafiaga o se siosiomaga o le gataifale o loʻo i ai Pseudomonas aeruginosa na fuafuaina e le X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).O le loloto o lua na fuaina i lalo o se faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga laser (CLSM).
O le laulau 1 o loʻo faʻaalia ai le vailaʻau o le 2707 HDSS.O le laulau 2 o loʻo faʻaalia ai o le 2707 HDSS o loʻo i ai mea faʻainisinia sili ona lelei ma le malosi o le 650 MPa.I luga o le fig.1 o loʻo faʻaalia ai le microstructure opitika o fofo vevela togafitia 2707 HDSS.O fusi fa'aumiumi o vaega austenitic ma ferritic e aunoa ma ni vaega lona lua e mafai ona iloa i se microstructure o lo'o iai pe tusa ma le 50% austenitic ma le 50% ferritic phase.
I luga o le fig.2a o loʻo faʻaalia ai le malosi o le taʻavale matala (Eocp) faʻatusatusa i le taimi faʻaalia mo le 2707 HDSS i le 2216E abiotic medium ma le Pseudomonas aeruginosa broth mo le 14 aso ile 37°C.Na maua o suiga sili ona lauiloa i le Eocp na tupu i le 24 itula muamua.O tau o le Eocp i tulaga uma e lua na oʻo i le -145 mV (faʻasaga i le SCE) pe a ma le 16 itula ona paʻu ai lea i le -477 mV (faʻasaga i le SCE) ma le -236 mV (faʻasaga i le SCE) mo faʻataʻitaʻiga e le o meaola ma P mo aiga. SCE) patina lau, fa'asologa.Ina ua maeʻa itula 24, o le tau Eocp o le Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS sa tumau pea i le -228 mV (faʻatusatusa i le SCE), ae o le tau tutusa mo le faʻataʻitaʻiga e le o meaola e tusa ma le -442 mV (faʻatusatusa i le SCE).Eocp i luma ole Pseudomonas aeruginosa sa fai si maualalo.
Su'ega fa'aeletise o fa'ata'ita'iga 2707 HDSS i fa'asalalauga abiotic ma le sua Pseudomonas aeruginosa ile 37°C:
(a) Suiga i le Eocp ma le taimi faʻaalia, (b) polarization curve i le aso 14, (c) suiga i le Rp ma le taimi faʻaalia, (d) suiga i le corr ma le taimi faʻaalia.
O le Siata 3 o lo'o fa'aalia ai le fa'a'ele'ele fa'aeletise o fa'ata'ita'iga 2707 HDSS fa'aalia i fa'asalalauga fa'ama'i ma le P. aeruginosa i luga ole vaitaimi ole 14 aso.O le faʻapipiʻiina o le anodic ma le cathodic curves i le vaʻavaʻa na faʻatagaina ai le faʻamautuina o le mamafa o le corrosion i le taimi nei (icorr), le malosi o le corrosion (Ecorr) ma Tafel slope (βα ma βc) e tusa ai ma metotia masani30,31.
E pei ona faʻaalia i le Ata 2b, o le suiga i luga o le P. aeruginosa curve na mafua ai le faʻateleina o le Ecorr faʻatusatusa i le abiotic curve.O le tau o le icorr o le faʻataʻitaʻiga o loʻo i ai le Pseudomonas aeruginosa, faʻatusatusa i le fua o le corrosion, faʻateleina i le 0.328 μA cm-2, lea e fa taimi sili atu nai lo le faʻataʻitaʻiga e le o meaola (0.087 μA cm-2).
O le LPR ose auala fa'aeletise masani mo su'esu'ega fa'aalia e le fa'aleagaina o le pala.Ua faʻaaogaina foi e suʻesuʻe ai le MIC32.I luga o le fig.O le 2c o loʻo faʻaalia ai le suiga i le polarization resistance (Rp) e faʻatatau i le taimi faʻaalia.O le maualuga o le tau o le Rp o lona uiga e itiiti le pala.I totonu o le 24 itula muamua, o le Rp 2707 HDSS na maualuga i le 1955 kΩ cm2 mo fa'ata'ita'iga e le o ni meaola ma le 1429 kΩ cm2 mo fa'ata'ita'iga Pseudomonas aeruginosa.O le ata 2c o lo'o fa'aalia ai fo'i na fa'aitiitia vave le tau o le Rp i le mae'a ai o le aso e tasi ona tumau ai lea e le'i suia i le isi 13 aso.O le tau Rp mo le Pseudomonas aeruginosa fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga e tusa ma le 40 kΩ cm2, lea e sili atu le maualalo nai lo le tau 450 kΩ cm2 mo su'ega fa'ata'ita'iga e le o ni meaola.
O le tau o le icorr e fa'atusatusa i le fua tutusa o le pala.O lona tau e mafai ona fa'atatau mai le Stern-Giri equation:
E tusa ai ma Zoe et al.33 o le fa'afa'ato'aga o Tafel B na fa'atatau i le tau masani o le 26 mV/tes i lenei galuega.I luga o le fig.2d o loʻo faʻaalia ai o le icorr o le 2707 abiotic strain na tumau pea ona mautu, ae o le icorr o le Pseudomonas aeruginosa band na fesuisuiai malosi ma se oso tele ina ua maeʻa le 24 itula muamua.O le icorr tau o le Pseudomonas aeruginosa faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga o se faʻatonuga o le maualuga maualuga atu nai lo le faʻatonuga e le o ni meaola.O lenei faiga e ogatasi ma taunuuga o le tetee polarization.
O le EIS o se isi auala e le fa'aleagaina e fa'aaogaina e fa'ailoa ai gaioiga fa'aeletise i se fa'aoga a'a34.Impedance spectra ma capacitance fuafuaina o fasi pepa faʻaalia i ala faʻasalalau abiotic ma fofo o Pseudomonas aeruginosa, Rb o le tetee o le passive / biofilm faia i luga o le fasi pepa, Rct o le tetee tau felauaiga, Cdl o le eletise lua layer.) ma QCPE fa'asologa o vaega tumau (CPE).Na toe su'esu'eina nei ta'otoga e ala i le fa'atusatusaina o fa'amaumauga ma se fa'ata'ita'iga fa'atusa eletise eletise (EEC).
I luga o le fig.3 o loʻo faʻaalia ai faʻataʻitaʻiga masani a Nyquist (a ma le b) ma Bode fanua (a' ma le b') o faʻataʻitaʻiga 2707 HDSS i ala faʻasalalau abiotic ma Pseudomonas aeruginosa broth i taimi eseese incubation.I le i ai o le Pseudomonas aeruginosa, e faʻaitiitia le lautele o le matasele Nyquist.O le Bode plot (Fig. 3b ') o loʻo faʻaalia ai le faʻateleina o le faʻalavelave atoa.E mafai ona maua fa'amatalaga e uiga i le taimi malolo mai le vaega maxima.I luga o le fig.4 o loʻo faʻaalia ai fausaga faʻaletino ma le EEC tutusa e faʻavae i luga o le tasi-papa (a) ma le lua-lau (b).O lo'o fa'aofiina le CPE ile fa'ata'ita'iga EEC.O lona taliaina ma le impedance o loʻo faʻaalia e faapea:
E lua faʻataʻitaʻiga faʻapitoa ma faʻataʻitaʻiga tutusa tutusa mo le faʻaogaina o le 2707 HDSS coupon impedance spectrum:
O le Y0 o le tele o le CPE, o le j o le numera mafaufau po'o le (−1) 1/2, ω o le angular frequency, ma le n o le CPE power factor itiiti ifo i le tasi35.O le fa'afefeteina o le fa'aliliuina o tau (ie 1/Rct) e fetaui ma le fua o le pala.O le tau maualalo Rct o lona uiga o le maualuga o le pala27.Ina ua uma le 14 aso o le incubation, o le Rct o le faataitaiga faataitai o le Pseudomonas aeruginosa na oo atu i le 32 kΩ cm2, lea e itiiti ifo nai lo le 489 kΩ cm2 o le non-biological sample sample (Table 4).
Ata CLSM ma ata SEM ile fig.5 o loʻo faʻaalia manino ai o le biofilm cover i luga o le faʻataʻitaʻiga HDSS 2707 na matua mafiafia pe a uma le 7 aso.Ae ui i lea, ina ua mavae aso e 14, ua tau leai se mea e ufiufi ai le biofilm ma ua aliali mai ai nisi sela mate.O le laulau 5 o loʻo faʻaalia ai le mafiafia o le biofilm o 2707 HDSS faʻataʻitaʻiga pe a uma le 7 ma le 14 aso o le faʻaalia i le Pseudomonas aeruginosa.Ole mafiafia aupito maualuga ole biofilm na suia mai le 23.4 µm ina ua uma le 7 aso ile 18.9 µm ile 14 aso.O le averesi biofilm mafiafia na faʻamaonia ai foi lenei tulaga.Na faʻaitiitia mai le 22.2 ± 0.7 μm i le maeʻa ai o le 7 aso i le 17.8 ± 1.0 μm i le maeʻa o 14 aso.
(a) 3-D CLSM ata ile 7 aso, (b) 3-D CLSM ata ile 14 aso, (c) SEM ata ile 7 aso, ma (d) SEM ata ile 14 aso.
Na fa'aalia e le EMF elemene vaila'au i biofilm ma mea e pala i fa'ata'ita'iga fa'aalia i le Pseudomonas aeruginosa mo le 14 aso.I luga o le fig.Ata 6 o loʻo faʻaalia ai o mea o loʻo i totonu o le C, N, O, P i le biofilm ma mea faʻaleagaina e sili atu le maualuga nai lo le uʻamea mama, talu ai o nei elemene e fesoʻotaʻi ma le biofilm ma ona metabolites.O meaola ninii e manaʻomia naʻo sina vaega ole Cr ma Fe.O le maualuga o mea o loʻo i totonu o le Cr ma Fe i totonu o le biofilm ma mea faʻaleagaina i luga o le faʻataʻitaʻiga o loʻo faʻaalia ai le leiloa o elemene i le matrix uʻamea ona o se taunuuga o le pala.
A maeʻa le 14 aso, o lua faʻatasi ma le P. aeruginosa na mataʻituina ile 2216E.Aʻo leʻi faʻapipiʻiina, o le pito i luga o faʻataʻitaʻiga e lamolemole ma leai ni faaletonu (Fig. 7a).Ina ua maeʻa le faʻamaʻiina ma le aveeseina o mea olaola ma mea e pala, o lua pito sili ona loloto i luga o le faʻataʻitaʻiga na suʻesuʻeina e faʻaaoga ai le CLSM, e pei ona faʻaalia i le Ata 7b ma le c.Leai se lua manino na maua i luga o le fa'atonuga e le fa'aola (le loloto o le lua 0.02 µm).Ole loloto ole lua pito maualuga na mafua mai ile Pseudomonas aeruginosa ole 0.52 µm ina ua uma le 7 aso ma le 0.69 µm ina ua uma le 14 aso, e fua ile averesi ole loloto ole lua mai le 3 samples (10 pito sili ona loloto o lua na filifilia mo faʻataʻitaʻiga taʻitasi) ma oʻo ile 0.42 ± 0.12 µm. .ma le 0.52 ± 0.15 µm, i le faasologa (Laulau 5).O nei fa'atauga loloto fa'alili e laiti ae taua.
(a) a'o le'i fa'aalia;(b) 14 aso i se si'osi'omaga abiotic;(c) 14 aso ile P. aeruginosa broth.
I luga o le fig.O le laulau 8 o loʻo faʻaalia ai le XPS spectra o faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga, ma o le kemisi suʻesuʻeina mo luga o mea taʻitasi o loʻo aoteleina i le Laulau 6. I le Siata 6, o pasene atomic o Fe ma Cr na sili atu ona maualalo i le i ai o le P. aeruginosa (samples A ma le B. ) nai lo fasipepa e le fa'aola.(faataitaiga C ma le D).Mo se faʻataʻitaʻiga o le Pseudomonas aeruginosa, o le Cr 2p core level spectral curve na faʻapipiʻiina i vaega pito i luga e fa ma malosi faʻamau (BE) o le 574.4, 576.6, 578.3 ma le 586.8 eV, lea na tuʻuina atu i le Cr, Cr2O3, CrO3 ma Cr( 3, i le faasologa (Ata. 9a ma le b).Mo faʻataʻitaʻiga nonbiological, o le spectra o le vaega autu Cr 2p i Fig.9c ma le d o lo'o i ai tumutumu autu e lua o le Cr (BE 573.80 eV) ma le Cr2O3 (BE 575.90 eV), i le faasologa.O le eseesega pito sili ona mataʻina i le va o le coupon abiotic ma le P. aeruginosa coupon o le iai o le Cr6 + ma se vaega maualuga maualuga o Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) i lalo ole biofilm.
O fa'ata'ita'iga XPS lautele o fa'ata'ita'iga 2707 HDSS i fa'asalalauga e lua mo le 7 ma le 14 aso, fa'asologa.
(a) 7 aso P. aeruginosa fa'aalia, (b) 14 aso P. aeruginosa fa'aalia, (c) 7 aso abiotic, (d) 14 aso fa'ama'i.
O le HDSS o loʻo faʻaalia se maualuga maualuga o le faʻafefeteina i le tele o siosiomaga.Na lipotia mai e Kim et al.2 o le HDSS UNS S32707 na faailoaina o se DSS sili ona doped ma le PREN sili atu nai lo le 45. O le tau o le PREN o le HDSS sample 2707 i lenei galuega o le 49. E mafua ona o le maualuga o le Cr content ma maualuga maualuga o Mo ma Ni, e aoga i siosiomaga acidic ma siosiomaga e maualuga mea o chlorides.E le gata i lea, o le paleni lelei o le tuufaatasiga ma le microstructure e leai se faaletonu e maua ai le mautu ma le tetee atu i le pala.E ui lava i le lelei tele o vailaʻau, o faʻamatalaga faʻataʻitaʻiga i lenei galuega o loʻo faʻaalia ai le 2707 HDSS e leʻo puipuia atoatoa i le Pseudomonas aeruginosa biofilm MICs.
O faʻaiʻuga eletise na faʻaalia ai le maualuga o le pala o le 2707 HDSS i le Pseudomonas aeruginosa broth ina ua maeʻa le 14 aso faʻatusatusa i le siosiomaga e le o meaola.I le Ata 2a, o le faʻaitiitia o le Eocp na matauina uma i le abiotic medium ma le P. aeruginosa broth i le 24 itula muamua.A maeʻa lena, o le biofilm e maeʻa ona ufiufi luga o le faʻataʻitaʻiga ma Eocp e faʻamautu.Ae ui i lea, o le maualuga o le Eocp biotic na sili atu le maualuga nai lo le maualuga o le Eocp abiotic.E i ai mafuaaga e talitonu ai o lenei eseesega e fesoʻotaʻi ma le faʻavaeina o P. aeruginosa biofilms.I luga o le fig.2g, o le icorr tau o le 2707 HDSS na oʻo i le 0.627 μA cm-2 i luma o le Pseudomonas aeruginosa, o se faʻatonuga o le maualuga maualuga atu nai lo le pule e le o meaola (0.063 μA cm-2), lea e ogatasi ma le Rct. tau fuaina e le EIS.I nai aso muamua, na faʻateleina ai le tau o le impedance i le P. aeruginosa broth ona o le faʻapipiʻiina o sela P. aeruginosa ma le biofilm formation.Ae ui i lea, e faʻaitiitia le faʻalavelave pe a ufiufi atoa e le biofilm le faʻataʻitaʻiga.O le vaega puipuia e osofaʻia muamua ona o le faʻavaeina o biofilm ma biofilm metabolites.O le mea lea, e fa'aitiitia ai le fa'aleagaina o le a'a i le aluga o taimi, ma o le teuina o le Pseudomonas aeruginosa e mafua ai le pala.O aga i si'osi'omaga abiotic e ese'ese.O le fa'afefeteina o le fa'aleagaina o le pule e le o ni meaola na sili atu le maualuga nai lo le tau tutusa o fa'ata'ita'iga fa'aalia ile Pseudomonas aeruginosa broth.E le gata i lea, mo faʻataʻitaʻiga abiotic, o le Rct 2707 HDSS tau na oʻo i le 489 kΩ cm2 i le aso 14, lea e 15 taimi maualuga atu nai lo le i ai o le Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ cm2).O le mea lea, o le 2707 HDSS e sili ona lelei le faʻafefeteina i totonu o se siosiomaga faʻamaʻi, ae e le puipuia mai le MIC osofaʻiga e Pseudomonas aeruginosa biofilm.
O nei taunuuga e mafai foi ona matauina mai le polarization curves i Fig.2b.Ole lala ole anodic e fesoʻotaʻi ma le Pseudomonas aeruginosa biofilm formation ma faʻamaʻi faʻamaʻi uʻamea.I le taimi lava e tasi, o le tali cathodic o le faʻaitiitia o le okesene.O le i ai o le P. aeruginosa na matua faateleina ai le mamafa o le pala, lea e tusa ma se faasologa o le maualuga maualuga atu nai lo le pulea o le abiotic.Na faʻaalia ai o le Pseudomonas aeruginosa biofilm na faʻaleleia ai le faʻaleagaina o le 2707 HDSS.Na maua e Yuan et al.29 le maualuga o le pala o le 70/30 Cu-Ni alloy na faateleina e le Pseudomonas aeruginosa biofilm.Atonu e mafua ona o le biocatalysis o le faʻaitiitia o le okesene e le Pseudomonas aeruginosa biofilm.O lenei faʻamatalaga e mafai foi ona faʻamatalaina le MIC 2707 HDSS i lenei galuega.Aerobic biofilms e mafai foi ona faʻaititia le okesene i lalo ifo.O le mea lea, o le mumusu e toe faʻaaogaina le uʻamea i luga o le okesene atonu o se mea e mafua ai le MIC i lenei galuega.
Dickinson et al.38 na fautua mai e fa'atatau tonu le fua o vaila'au ma fa'aeletonika i le gaioioiga metabolic o siama o lo'o fa'apipi'i i luga o le fa'ata'ita'iga ma luga o le natura o mea e pala.E pei ona fa'aalia i le Ata 5 ma le Laulau 5, na fa'aitiitia le aofa'i o sela ma le mafiafia o le biofilm pe a uma le 14 aso.E mafai ona faʻamalamalamaina lenei mea i le mea moni e faapea, ina ua mavae le 14 aso, o le tele o sela taula i luga o le 2707 HDSS na mate ona o le faʻaitiitia o meaʻai i le 2216E poʻo le faʻasaʻoina o uʻamea oona mai le 2707 HDSS matrix.Ole tapula'a lea ole fa'ata'ita'iga fa'ato'a.
I lenei galuega, o se Pseudomonas aeruginosa biofilm na faʻalauiloaina le faʻaleagaina o le lotoifale o Cr ma Fe i lalo o le biofilm i luga o le 2707 HDSS (Fig. 6).I le Laulau 6, Fe ma Cr faʻaititia i le faʻataʻitaʻiga D faʻatusatusa i le faʻataʻitaʻiga C, e faʻaalia ai o le faʻamavaeina o Fe ma Cr na mafua mai i le P. aeruginosa biofilm na tausia ina ua maeʻa le 7 aso muamua.O le siosiomaga 2216E o loʻo faʻaaogaina e faʻataʻitaʻi ai le siosiomaga o le gataifale.O loʻo iai le 17700 ppm Cl-, lea e faʻatusatusa i lona mea i totonu o le sami masani.O le i ai o le 17700 ppm Cl- o le mafuaʻaga autu lea o le faʻaitiitia o le Cr i le 7-aso ma le 14-aso faʻataʻitaʻiga e le o ni meaola na suʻesuʻeina e le XPS.Pe a faʻatusatusa i le faʻataʻitaʻiga o le Pseudomonas aeruginosa, o le faʻamavaeina o le Cr i le faʻataʻitaʻiga o suʻega abiotic e sili atu ona itiiti ona o le malosi o le 2707 HDSS i le chlorine i le siosiomaga abiotic.I luga o le fig.9 o loʻo faʻaalia ai le iai o le Cr6 + i le ata tifaga pasi.E ono feso'ota'i lenei mea i le aveeseina o le Cr mai luga o le sila e P. aeruginosa biofilms, e pei ona fautuaina e Chen ma Clayton39.
Ona o le tuputupu aʻe o siama, o le maualuga o le pH o le ala i luma ma le maeʻa o le incubation e 7.4 ma le 8.2, i le faasologa.O le mea lea, o le pala o meaola faʻalaʻau e foliga mai e le mafai ona saofagā i lenei galuega i lalo ole P. aeruginosa biofilms ona o le maualuga o le pH i le tele o auala.E le'i tele se suiga ole pH ole mea e le fa'aolaola (mai le 7.4 i le 7.5 mulimuli) ile taimi ole su'ega 14 aso.O le faʻateleina o le pH i totonu o le mea faʻafefete ina ua maeʻa faʻamaʻi e fesoʻotaʻi ma le gaioiga o le Pseudomonas aeruginosa, ma o le aafiaga tutusa i luga o le pH na maua i le leai o se fasi suʻega.
E pei ona faaalia i le fig.7, o le loloto pito maualuga na mafua mai i le Pseudomonas aeruginosa biofilm o le 0.69 µm, lea e matua sili atu nai lo le abiotic medium (0.02 μm).E tutusa lea ma fa'amaumauga fa'aeletise.I lalo o tulaga tutusa, o le loloto o le lua o le 0.69 µm e sili atu i le sefulu taimi laʻititi nai lo le 9.5 μm tau faʻamaonia mo le 2205 DSS40.O nei faʻamatalaga o loʻo faʻaalia ai o le 2707 HDSS o loʻo faʻaalia le sili atu le tetee i MICs nai lo le 2205 DSS.E le o se mea e ofo ai talu ai o le 2707 HDSS o loʻo i ai se maualuga maualuga o le Cr, lea e mafai ai ona umi le faʻaogaina, e sili atu ai le faigata o le Pseudomonas aeruginosa ona faʻaumatia, ma amata le gaioiga e aunoa ma se faʻaleagaina lona lua Pitting41.
I le faaiuga, na maua le MIC pitting i luga o le 2707 HDSS surfaces i le Pseudomonas aeruginosa broth, ae o le pitting na le amanaiaina i ala o faasalalauga abiotic.O lenei galuega o loʻo faʻaalia ai o le 2707 HDSS e sili atu le teteʻe atu i le MIC nai lo le 2205 DSS, ae e leʻo puipuia atoatoa i le MIC ona o le Pseudomonas aeruginosa biofilm.O fa'ai'uga nei e fesoasoani i le filifilia o u'amea fa'atauva'a talafeagai ma le fa'amoemoe o le ola mo le si'osi'omaga o le gataifale.
O faʻataʻitaʻiga 2707 HDSS na tuʻuina atu e le School of Metallurgy, Northeastern University (NEU), Shenyang, Saina.O le elemene elemene o le 2707 HDSS o loʻo faʻaalia i le Laulau 1, lea na suʻesuʻeina e le Vaega o Suʻesuʻega ma Suʻega Suʻega a le Iunivesite i Matu.O faʻataʻitaʻiga uma na togafitia mo se vaifofo malosi i le 1180 ° C mo le 1 itula.A'o le'i faia su'esu'ega a'a, 2707 HDSS tupe siliva ma le lautele o le 1 cm2 na fa'aiila i le 2000 grit i le kasa kasa pepa oneone ma fa'apupulaina atili i le 0.05 µm Al2O3 pa'u pa'u.O itu ma le pito i lalo e puipuia i le vali lega.A maeʻa ona faʻagogo, na fufuluina faʻataʻitaʻiga i vai faʻamaʻi faʻamaʻi ma faʻamago i le 75% (v / v) ethanol mo le 0.5 h.Ona fa'amamago lea i lalo ole malamalama ole ultraviolet (UV) mo le 0.5 itula a'o le'i fa'aogaina.
O le gataifale Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 na fa'atau mai le Xiamen Marine Culture Collection (MCCC), Saina.Marine 2216E vai ala (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Saina) sa faʻaaogaina e faʻatupuina Pseudomonas aeruginosa i 250 ml fagu ma 500 ml electrochemical sela tioata i lalo o tulaga aerobic i le 37 ° C.Medium e aofia ai (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, 0.08 SrBr2, 0.08 SrBr2, 0.08 SrBr2, 0.08 SrBr2 0.008, 0.008 Na4F0H20PO.1.0 fa'afefete fa'afefete ma le 0.1 iron citrate.Autoclave ile 121 °C mo le 20 minute a'o le'i tui.Sessile ma planktonic sela na faitauina i lalo o se microscope malamalama e faʻaaoga ai le hemocytometer i le 400x faʻalautele.O le fua muamua o sela P. aeruginosa planktonic i le taimi lava na uma ai le tui e tusa ma le 106 sela / mL.
O suʻesuʻega eletise na faia i totonu o se tioata tioata e tolu-electrode faʻatasi ma le maualuga o le 500 ml.O se laupepa platinum ma se calomel electrode tumu (SCE) na fesoʻotaʻi atu i le reactor e ala i le Luggin capillary faʻatumu i se alalaupapa masima ma avea ma faʻataʻitaʻiga ma faʻamatalaga eletise, faasologa.Ina ia faia le eletise galue, ua faʻapipiʻi le uaea apamemea faʻapipiʻi paʻu i faʻataʻitaʻiga taʻitasi ma faʻapipiʻi i le epoxy, ma tuʻu ai pe tusa ma le 1 cm2 o le faʻafanua i le tasi itu mo le eletise galue.I le taimi o suʻega eletise, o faʻataʻitaʻiga na tuʻuina i le 2216E medium ma tausia i se vevela faʻafefete faifaipea (37 ° C) i totonu o se vai taele.OCP, LPR, EIS ma faʻamatalaga faʻamalosi malosi na fuaina e faʻaaoga ai le Autolab potentiostat (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).O suʻega LPR na faʻamauina i se fua faʻataʻitaʻiga o le 0.125 mV s-1 i le -5 ma le 5 mV laina ma Eocp faʻatasi ai ma le sampling rate o 1 Hz.Na faia le EIS i le tulaga tumau Eocp e faʻaaoga ai le voltage faʻaogaina o le 5 mV faʻatasi ai ma se sinusoid i luga ole laina ole 0.01 i le 10,000 Hz.A'o le'i o'o i le saluina, sa i ai le eletise i totonu o le ta'amilosaga ta'avale se'ia o'o i le 42 e mafai ona fa'a'ele'ele fua.Faatasi ai ma.O suʻega taʻitasi na toe faʻatolu faʻatasi ma le Pseudomonas aeruginosa pe leai foi.
O fa'ata'ita'iga mo su'esu'ega u'amea sa fa'aiila fa'ainisinia ile 2000 grit susu SiC pepa ona fa'aiila lea ile 0.05 µm Al2O3 pa'u pa'u mo le mata'ituina.Sa faia su'esu'ega metallographic i le fa'aogaina o se masini mata'itusi.O le fa'ata'ita'iga na togitogia i le 10 wt% potassium hydroxide solution43.
A maeʻa le faʻamaʻi, fufulu 3 taimi ile phosphate buffered saline (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) ona faʻapipiʻi lea ile 2.5% (v / v) glutaraldehyde mo le 10 itula e faʻaleleia ai le biofilm.Mulimuli ane fa'amama le vai fa'atasi ma le ethanol i se fa'asologa fa'asolosolo (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ma le 100% i le voluma) a'o le'i fa'amago le ea.Mulimuli ane, o se ata auro na sasaa i luga o le faʻataʻitaʻiga e tuʻuina atu ai le faʻataʻitaʻiga mo le SEM44 mataʻituina.O ata SEM o loʻo taulaʻi i luga o le nofoaga e sili ona faʻamautu P. aeruginosa sela i luga o faʻataʻitaʻiga taʻitasi.Sa faia su'esu'ega a le EMF e su'e ai elemene vaila'au.Ina ia fuaina le loloto o le lua, na faʻaaogaina ai le Zeiss confocal laser scanning microscope (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Siamani).Ina ia mataʻituina lua pala i lalo o le biofilm, o le faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga na muamua faʻamamaina e tusa ai ma le Chinese National Standard (CNS) GB / T4334.4-2000 e aveese ai oloa faʻamaʻi ma biofilm mai luga o le faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga.
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 Surface Analysis System, Thermo VG, ISA) suʻesuʻega e faʻaaoga ai se puna X-ray monochromatic (laina Al Kα ma le malosi o le 1500 eV ma le mana o le 150 W) i le tele o malosiaga fusifusia. 0 lalo ole tulaga masani ole –1350 eV.Fa'amaumau alaleo maualuga iugafono e fa'aaoga ai le 50 eV pass malosi ma le 0.2 eV laa la'a.
Ave'ese le fa'ata'ita'iga fa'a'amu ma fufulu lemu ile PBS (pH 7.4 ± 0.2) mo le 15 s45.Ina ia mataʻituina le faʻaogaina o siama o le biofilm i luga o le faʻataʻitaʻiga, o le biofilm na pisia e faʻaaoga ai le LIVE / DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA).O le pusa o loʻo i ai ni vali felanulanuaʻi se lua: SYTO-9 vali lanu meamata ma le propidium iodide (PI) vali mumu mumu.I le CLSM, o togitogi lanu meamata ma lanu mumu e fai ma sui o sela ola ma sela oti, i le faasologa.Mo le valiina, fa'asusu le 1 ml o se paluga o lo'o i ai le 3 µl o le SYTO-9 ma le 3 µl o le vaifofo PI i le vevela o le potu (23°C) i le pogisa mo le 20 minute.Ina ua maeʻa, na mataʻituina faʻataʻitaʻiga pisia i le lua galu (488 nm mo sela ola ma 559 nm mo sela mate) e faʻaaoga ai se masini Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Iapani).Fua le mafiafia o le biofilm ile fa'ata'ita'iga 3-D.
E faʻafefea ona taʻua lenei tusiga: Li, H. et al.Aafiaga o le Pseudomonas aeruginosa marine biofilm i luga o microbial corrosion o le 2707 super duplex uamea u'amea.faasaienisi.Maota 6, 20190;doi:10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Faʻamamafa faʻafefe o le LDX 2101 duplex uʻamea uʻamea i vaifofo chloride i luma o le thiosulfate.pala.le faasaienisi.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS ma Park, YS Aafiaga o fofo fofo vevela ma nitrogen i le kesi puipuia i luga o le pitting corrosion tetee o super duplex uʻamea uʻamea uʻamea.pala.le faasaienisi.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. ma Lewandowski, Z. O se suʻesuʻega faʻatusatusaga vailaʻau o microbial ma electrochemical pitting i le 316L stainless steel.pala.le faasaienisi.45, 2577–2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG ma Xiao K. Electrochemical amio o 2205 duplex uʻamea uʻamea i alkaline vaifofo i tulaga eseese pH i le i ai o le chloride.eletise eletise.Tusitala.64, 211–220 (2012).