Misaotra anao nitsidika ny Nature.com.Mampiasa kinova mpitety tranonkala manana fanohanana CSS voafetra ianao.Mba hahazoana traikefa tsara indrindra, manoro hevitra anao izahay hampiasa navigateur nohavaozina (na esory ny Compatibility Mode amin'ny Internet Explorer).Ho fanampin'izany, mba hiantohana ny fanohanana mitohy, dia asehoy ny tranokala tsy misy fomba sy JavaScript.
Mampiseho carousel misy sary telo indray mandeha.Ampiasao ny bokotra teo aloha sy manaraka mba hivezivezena amin'ny slides telo amin'ny fotoana iray, na ampiasao ny bokotra slider amin'ny farany mba hivezivezena amin'ny slides telo isaky ny mandeha.
Olana lehibe amin'ny indostria maro ny harafesina mikraoba (MIC) satria mety hiteraka fatiantoka ara-toekarena goavana izany.Super duplex stainless steel 2707 (2707 HDSS) dia ampiasaina amin'ny tontolo an-dranomasina noho ny fanoherana simika tena tsara.Na izany aza, ny fanoherana ny MIC dia tsy naseho tamin'ny andrana.Ity fanadihadiana ity dia nandinika ny fitondran-tenan'ny MIC 2707 HDSS vokatry ny bakteria aerôbika an-dranomasina Pseudomonas aeruginosa.Ny famakafakana elektrokimia dia naneho fa eo anatrehan'ny biofilm Pseudomonas aeruginosa ao amin'ny medium 2216E, dia niova tsara ny mety hisian'ny harafesina, ary nitombo ny hakitroky ankehitriny.Ny valin'ny fanadihadiana X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) dia mampiseho ny fihenan'ny votoatin'ny Cr eo amin'ny santionany ambanin'ny biofilm.Ny famakafakana ny sarin'ny lavaka dia nampiseho fa ny biofilms Pseudomonas aeruginosa dia namokatra ny halalin'ny lavaka ambony indrindra 0,69 µm taorian'ny kolontsaina 14 andro.Na dia kely aza izany, dia manoro hevitra fa ny 2707 HDSS dia tsy voaro tanteraka amin'ny vokatry ny biofilms P. aeruginosa amin'ny MIC.
Duplex Stainless vy (DSS) dia be mpampiasa amin'ny indostria isan-karazany noho ny fampifangaroana tonga lafatra ny toetra mekanika tsara sy ny harafesina resistance1,2.Na izany aza, mbola mety hitranga ny fandotoana eo an-toerana, izay mety hisy fiantraikany amin'ny fahamendrehan'ity vy 3, 4 ity.Ny DSS dia tsy voaaro amin'ny harafesina mikraoba (MIC)5,6.Na dia midadasika be aza ny fampiharana ny DSS, dia mbola misy ny tontolo izay tsy ampy ny fanoherana ny harafesina amin'ny DSS amin'ny fampiasana maharitra.Midika izany fa ilaina ny fitaovana lafo vidy kokoa miaraka amin'ny fanoherana harafesina ambony kokoa.Hitan'i Jeon et al.7 fa na dia ny vy tsy misy vy (SDSS) super duplex aza dia misy fetrany eo amin'ny lafiny fanoherana ny harafesina.Noho izany, ilaina ny super duplex stainless steels (HDSS) miaraka amin'ny fanoherana harafesina ambony kokoa amin'ny fampiharana sasany.Izany dia nitarika ny fivoaran'ny HDSS avo lenta.
Ny fanoherana ny harafesina amin'ny DSS dia voafaritra amin'ny tahan'ny α-phase amin'ny γ-phase sy ny faritra lany ao amin'ny Cr, Mo ary W mifanakaiky amin'ny dingana faharoa8,9,10.Ny HDSS dia misy votoaty avo lenta amin'ny Cr, Mo ary N11, izay manome azy ny fanoherana ny harafesina tsara sy ny sanda avo (45-50) mitovy amin'ny sandan'ny fanoherana (PREN), izay voafaritra amin'ny wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo. + 0, 5 wt % W) + 16 wt %.N12.Ny fanoherana ny harafesiny tsara dia miankina amin'ny fitambarana voalanjalanja misy 50% eo ho eo ny feritika (α) sy 50% austenitic (γ).Ny HDSS dia nanatsara ny toetra mekanika sy ny fanoherana ny chlorine ambony kokoa raha oharina amin'ny DSS13 mahazatra.Toetran'ny harafesina simika.Ny fanamafisana ny fanoherana ny harafesina dia manitatra ny fampiasana HDSS amin'ny tontolo chloride mahery vaika kokoa toy ny tontolo an-dranomasina.
Olana lehibe amin'ny indostria maro ny MIC, anisan'izany ny famatsiana solika sy entona ary rano14.MIC no 20% amin'ny fahasimbana rehetra amin'ny harafesina15.Ny MIC dia harafesina bioelectrochemical izay azo jerena amin'ny tontolo maro16.Ny fiforonan'ny biofilms eo amin'ny tampon'ny metaly dia manova ny fepetra elektrôkimika ary misy fiantraikany amin'ny fizotran'ny harafesina.Ekena amin'ny ankapobeny fa vokatry ny biofilms14 ny korosi MIC.Ny zavamiaina bitika elektrônika dia mihinana metaly mba hahazoana angovo hivelomana17.Ny fanadihadiana momba ny MIC vao haingana dia naneho fa ny EET (famindrana elektrônika extracellular) no mametra ny MIC ateraky ny micro micro-organismes.Zhang et al.18 dia naneho fa ny mpanelanelana elektronika dia manafaingana ny famindrana elektronika eo amin'ny sela sessile Desulfovibrio vulgaris sy 304 stainless steel, ka miteraka fanafihana MIC mahery kokoa.Anning et al.19 ary Wenzlaff et al.20 dia naneho fa ny biofilms amin'ny bakteria mampidi-doza sulfate (SRBs) dia afaka misintona elektronika mivantana avy amin'ny substrate metaly, ka miteraka fandotoana mafy.
DSS dia fantatra fa mora voan'ny MIC ao amin'ny haino aman-jery misy SRBs, vy-mihena bakteria (IRBs), sns. 21.Ireo bakteria ireo dia miteraka lavaka eo an-toerana eo amin'ny tampon'ny DSS eo ambanin'ny biofilm22,23.Tsy toy ny DSS, kely dia fantatra momba ny MIC HDSS24.
Pseudomonas aeruginosa dia bakteria Gram-negatif, mihetsiketsika, miendrika tsorakazo izay miparitaka be amin'ny natiora25.Pseudomonas aeruginosa ihany koa no microbiota lehibe tompon'andraikitra amin'ny MIC ny vy amin'ny tontolo an-dranomasina26.Ny karazana Pseudomonas dia mandray anjara mivantana amin'ny fizotran'ny harafesina ary ekena ho mpanjanaka voalohany mandritra ny fananganana biofilm27.Mahat et al.28 sy Yuan et al.29 dia naneho fa ny Pseudomonas aeruginosa dia mirona hampitombo ny tahan'ny harafesina amin'ny vy malefaka sy ny firaka amin'ny tontolo anaty rano.
Ny tanjona fototra amin'ity asa ity dia ny fandalinana ny toetran'ny MIC an'ny 2707 HDSS vokatry ny bakteria aerôbika an-dranomasina Pseudomonas aeruginosa amin'ny fampiasana fomba elektrika, fomba famakafakana amin'ny tany ary famakafakana vokatra harafesina.Ny fandalinana electrochemical anisan'izany ny open circuit potential (OCP), linear polarization resistance (LPR), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) ary ny dynamic polarization dia natao handinihana ny fihetsiky ny MIC 2707 HDSS.Ny famakafakana angovo dispersive spectroscopy (EDS) dia atao mba hamantarana ireo singa simika amin'ny faritra misy harafesina.Fanampin'izany, ny fahamarinan'ny fandalovan'ny sarimihetsika oxide eo ambany fitarihan'ny tontolo an-dranomasina misy Pseudomonas aeruginosa dia nofaritan'ny X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).Ny halalin'ny lavaka dia norefesina teo ambanin'ny mikraoskaopy laser scanning confocal (CLSM).
Ny tabilao 1 dia mampiseho ny firafitry ny simika amin'ny 2707 HDSS.Ny tabilao 2 dia mampiseho fa ny 2707 HDSS dia manana toetra mekanika tena tsara miaraka amin'ny tanjaky ny 650 MPa.Ao amin'ny fig.1 dia mampiseho ny microstructure optika ny vahaolana hafanana tsaboina 2707 HDSS.Ny fehin'ny austenitika sy ny feritika tsy misy fizaràna faharoa dia hita ao amin'ny rafitra mikraoba misy 50% austenitika sy 50% eo ho eo.
Ao amin'ny fig.2a dia mampiseho ny mety hisian'ny faritra misokatra (Eocp) mifanohitra amin'ny fotoana fampidiran-dresaka ho an'ny 2707 HDSS amin'ny 2216E abiotic medium sy Pseudomonas aeruginosa broth mandritra ny 14 andro amin'ny 37 ° C.Hita fa tao anatin'ny 24 ora voalohany ny fiovana misongadina indrindra amin'ny Eocp.Ny sandan'ny Eocp amin'ireo tranga roa ireo dia nitombo teo amin'ny -145 mV (mifanohitra amin'ny SCE) teo amin'ny 16 ora teo ho eo ary avy eo dia nihena be ny -477 mV (mifanohitra amin'ny SCE) ary -236 mV (mifanohitra amin'ny SCE) ho an'ny santionany tsy biolojika ary P ho an'ny havana. SCE) ravina patina, tsirairay avy.Taorian'ny 24 ora, ny sandan'ny Eocp an'ny Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS dia nijanona ho tsy miova amin'ny -228 mV (raha ampitahaina amin'ny SCE), raha toa ka -442 mV eo ho eo ny sanda mifanaraka amin'ny santionany tsy biolojika (raha ampitahaina amin'ny SCE).Ny Eocp teo anatrehan'ny Pseudomonas aeruginosa dia somary ambany.
Fitsapana elektrika amin'ny santionany 2707 HDSS amin'ny haino aman-jery abiotika sy ron-kena Pseudomonas aeruginosa amin'ny 37 ° C:
(a) Fiovana ao amin'ny Eocp amin'ny fotoana fandefasana, (b) curve polarization amin'ny andro 14, (c) fiovana amin'ny Rp amin'ny fotoana fiposahan'ny masoandro, (d) fiovan'ny corr miaraka amin'ny fotoana fandefasana.
Ny tabilao 3 dia mampiseho ny mari-pamantarana korosiana elektrokimia amin'ny santionany 2707 HDSS voan'ny media abiotika sy P. aeruginosa ao anatin'ny fe-potoana 14 andro.Ny extrapolation tangential amin'ny curve anodic sy cathodic mankany amin'ny teboka fifampiraharahana dia namela ny famaritana ny hakitroky amin'izao fotoana izao (icorr), ny mety ho korontana (Ecorr) ary ny tehezan'i Tafel (βα sy βc) araka ny fomba mahazatra30,31.
Araka ny aseho ao amin'ny sary 2b, ny fifindran'ny fiakaran'ny P. aeruginosa dia niteraka fitomboan'ny Ecorr raha oharina amin'ny curve abiotic.Ny sandan'ny icorr amin'ny santionany misy Pseudomonas aeruginosa, mifanaraka amin'ny tahan'ny harafesina, dia nitombo ho 0.328 µA cm-2, izay avo efatra heny noho ny an'ny santionany tsy biolojika (0.087 µA cm-2).
LPR dia fomba electrochemical mahazatra ho an'ny famakafakana mazava tsy manimba ny harafesina.Izy io koa dia nampiasaina handinihana ny MIC32.Ao amin'ny fig.Ny 2c dia mampiseho ny fiovan'ny fanoherana polarization (Rp) miankina amin'ny fotoana fandefasana.Ny sandan'ny Rp avo kokoa dia midika fa kely kokoa ny harafesina.Tao anatin'ny 24 ora voalohany, ny Rp 2707 HDSS dia nahatratra 1955 kΩ cm2 ho an'ny santionany tsy biolojika ary 1429 kΩ cm2 ho an'ny santionany Pseudomonas aeruginosa.Ny sary 2c dia mampiseho ihany koa fa nihena haingana ny sandan'ny Rp taorian'ny andro iray ary nijanona tsy niova nandritra ny 13 andro manaraka.Ny sandan'ny Rp ho an'ny santionany fitsapana Pseudomonas aeruginosa dia eo amin'ny 40 kΩ cm2, izay ambany lavitra noho ny sanda 450 kΩ cm2 ho an'ny santionany fitsapana tsy biolojika.
Ny sandan'ny icorr dia mifandanja amin'ny tahan'ny harafesina mitovy.Ny sandany dia azo kajy amin'ny equation Stern-Giri manaraka:
Araka ny voalazan'i Zoe et al.33 ny tehezan'i Tafel B dia noraisina ho sanda mahazatra amin'ny 26 mV/dec amin'ity asa ity.Ao amin'ny fig.2d dia mampiseho fa ny icorr an'ny 2707 abiotic strain dia nijanona ho tsy miova, raha ny icorr an'ny tarika Pseudomonas aeruginosa kosa dia nivadika mafy tamin'ny fitsambikinana lehibe taorian'ny 24 ora voalohany.Ny sandan'ny icorr amin'ny santionany andrana Pseudomonas aeruginosa dia lamina ambony kokoa noho ny an'ny fanaraha-maso tsy biolojika.Ity fironana ity dia mifanaraka amin'ny vokatry ny fanoherana polarization.
Ny EIS dia fomba hafa tsy manimba ampiasaina hamaritana ny fanehoan-kevitra elektrokimia amin'ny fifandraisana amin'ny harafesina34.Impedance spectra sy ny capacitance kajy ny strips miharihary amin'ny haino aman-jery abiotika sy ny vahaolana ny Pseudomonas aeruginosa, Rb dia ny fanoherana ny passive/biofilm miforona eo amin'ny ambonin'ny strip, Rct dia ny fiampangana famindrana fanoherana, Cdl dia elektrika sosona roa sosona.) sy ny masontsivana singa tsy miova (CPE) QCPE.Ireo masontsivana ireo dia nodinihina bebe kokoa tamin'ny fampitahana ny angon-drakitra miaraka amin'ny maodely elektrika mitovy (EEC).
Ao amin'ny fig.3 dia mampiseho santionan'ny Nyquist mahazatra (a sy b) ary santionan'i Bode (a' sy b') amin'ny santionany 2707 HDSS amin'ny haino aman-jery abiotika sy ny ron-kena Pseudomonas aeruginosa amin'ny fotoana fitehirizana isan-karazany.Eo anatrehan'ny Pseudomonas aeruginosa dia mihena ny savaivony ny tadivavarana Nyquist.Ny tabilao Bode (sary 3b ') dia mampiseho ny fitomboan'ny impedance manontolo.Ny fampahalalana momba ny tsy tapaka ny fotoana fialan-tsasatra dia azo alaina avy amin'ny phase maxima.Ao amin'ny fig.4 dia mampiseho ny rafitra ara-batana sy ny EEC mifanaraka amin'izany mifototra amin'ny sosona tokana (a) sy roa sosona (b).CPE dia ampidirina amin'ny modely EEC.Ny fidirana sy ny impedance dia aseho toy izao manaraka izao:
Modely ara-batana roa sy faritra mitovy amin'izany amin'ny fametrahana ny 2707 HDSS coupon impedance spectrum:
Raha ny Y0 dia ny haben'ny CPE, ny j dia ny isa an-tsaina na ny (−1)1/2, ny ω dia ny fatran'ny zoro, ary ny n ny herin'ny CPE latsaky ny iray35.Ny fanodikodinana fanoherana ny famindrana fiampangana (izany hoe 1/Rct) dia mifanaraka amin'ny tahan'ny harafesina.Ny sandan'ny Rct ambany dia midika fa ny tahan'ny harafesina ambony27.Taorian'ny 14 andro incubation dia nahatratra 32 kΩ cm2 ny Rct an'ny santionan'ny fitsapana Pseudomonas aeruginosa, izay latsaky ny 489 kΩ cm2 amin'ny santionany fitsapana tsy biolojika (Table 4).
Sary CLSM sy sary SEM amin'ny aviavy.5 dia mampiseho mazava tsara fa ny fandrakofana biofilm amin'ny endriky ny santionany HDSS 2707 dia tena matevina rehefa afaka 7 andro.Na izany aza, rehefa afaka 14 andro dia nanjary nihena ny coating biofilm ary nisy sela maty niseho.Ny tabilao 5 dia mampiseho ny hatevin'ny biofilm amin'ny santionany 2707 HDSS taorian'ny 7 sy 14 andro nipoiran'ny Pseudomonas aeruginosa.Ny hatevin'ny biofilm ambony indrindra dia niova avy amin'ny 23.4 µm taorian'ny 7 andro ho 18.9 µm taorian'ny 14 andro.Nanamafy izany fironana izany ihany koa ny hatevin'ny biofilm antonony.Nihena avy amin'ny 22.2 ± 0.7 μm izany taorian'ny 7 andro ka hatramin'ny 17.8 ± 1.0 μm taorian'ny 14 andro.
(a) sary 3-D CLSM amin'ny andro 7, (b) sary 3-D CLSM amin'ny andro 14, (c) sary SEM amin'ny andro 7, ary (d) sary SEM amin'ny andro 14.
EMF dia nanambara singa simika ao amin'ny biofilm sy vokatra harafesina amin'ny santionany voan'ny Pseudomonas aeruginosa nandritra ny 14 andro.Ao amin'ny fig.Ny sary 6 dia mampiseho fa ny votoatin'ny C, N, O, P ao amin'ny biofilm sy ny vokatra korosi dia ambony lavitra noho ny metaly madio, satria ireo singa ireo dia mifandray amin'ny biofilm sy ny metabolites.Ny micro-organisms dia tsy mila afa-tsy Cr sy Fe.Ny votoatin'ny Cr sy Fe ambony ao amin'ny biofilm sy ny vokatra harafesina eo ambonin'ny santionany dia manondro ny fahaverezan'ny singa ao amin'ny matrix metaly vokatry ny harafesina.
Rehefa afaka 14 andro, dia nisy lavaka misy sy tsy misy P. aeruginosa hita tamin'ny 2216E antonony.Talohan'ny incubation, ny endrik'ireo santionany dia malama ary tsy misy kilema (sary 7a).Taorian'ny incubation sy ny fanesorana ny biofilm sy ny corrosion vokatra, ny lavaka lalina indrindra eo amin'ny tampon'ny santionany dia nodinihina tamin'ny fampiasana CLSM, araka ny aseho amin'ny sary 7b sy c.Tsy nisy fandotoana miharihary hita teny ambonin'ny fanaraha-maso tsy ara-biôlôjia (0,02 µm ny halaliny ambony indrindra).Ny halalin'ny lavaka lehibe indrindra nateraky ny Pseudomonas aeruginosa dia 0,52 µm taorian'ny 7 andro ary 0,69 µm taorian'ny 14 andro, mifototra amin'ny halalin'ny lavaka lehibe indrindra amin'ny santionany 3 (10 ny halalin'ny lavaka ambony indrindra no nofantenana isaky ny santionany) ary nahatratra 0. 42 ± 0.12 µm. .ary 0.52 ± 0.15 µm (Tabilao 5).Ireo soatoavina halalin'ny dimple dia kely nefa manan-danja.
a) alohan'ny hidirana;b) 14 andro ao anaty tontolo abiotika;(c) 14 andro amin'ny ron-kena P. aeruginosa.
Ao amin'ny fig.Ny tabilao 8 dia mampiseho ny spectra XPS amin'ny sehatra santionany isan-karazany, ary ny simia nodinihina ho an'ny sehatra tsirairay dia voafintina ao amin'ny tabilao 6. Ao amin'ny tabilao 6, ny isan-jaton'ny atomika Fe sy Cr dia ambany lavitra noho ny fisian'ny P. aeruginosa (sample A sy B ) noho ny amin'ny takelaka fanaraha-maso tsy biolojika.(Santionany C sy D).Ho an'ny santionany amin'ny Pseudomonas aeruginosa, ny curve spectral Cr 2p dia napetraka amin'ny singa tampony efatra miaraka amin'ny angovo mamatotra (BE) amin'ny 574.4, 576.6, 578.3 ary 586.8 eV, izay nomena ny Cr, Cr2O3, CrO3 ary Cr( 3, tsirairay avy (sary 9a sy b).Ho an'ny santionany tsy biolojika, ny spectra amin'ny ambaratonga fototra Cr 2p ao amin'ny Fig.9c sy d dia misy ny tampon'ny roa lehibe amin'ny Cr (BE 573.80 eV) sy Cr2O3 (BE 575.90 eV).Ny fahasamihafana lehibe indrindra eo amin'ny tapakila abiotika sy ny tapakila P. aeruginosa dia ny fisian'ny Cr6+ sy ny ampahany ambony amin'ny Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) eo ambanin'ny biofilm.
Ny spektra XPS midadasika amin'ny santionany 2707 HDSS amin'ny haino aman-jery roa mandritra ny 7 sy 14 andro, tsirairay avy.
(a) 7 andro ny P. aeruginosa, (b) 14 andro P. aeruginosa, (c) 7 andro abiotika, (d) 14 andro abiotika.
Ny HDSS dia mampiseho fanoherana avo lenta amin'ny ankamaroan'ny tontolo.Kim et al.2 dia nitatitra fa ny HDSS UNS S32707 dia fantatra ho DSS be doped miaraka amin'ny PREN mihoatra ny 45. Ny sandan'ny PREN an'ny HDSS sample 2707 amin'ity asa ity dia 49. Izany dia noho ny votoatin'ny Cr avo sy ny haavon'ny Mo sy Ni, izay ilaina amin'ny tontolo misy asidra sy tontolo iainana misy chloride avo lenta.Ankoatr'izay, ny firafitry ny fifandanjana tsara sy ny microstructure tsy misy kilema dia manome fitoniana ara-drafitra sy fanoherana ny harafesina.Na dia eo aza ny fanoherana simika tena tsara, ny angon-drakitra andrana amin'ity asa ity dia mampiseho fa ny 2707 HDSS dia tsy voaaro tanteraka amin'ny Pseudomonas aeruginosa biofilm MICs.
Ny valin'ny electrochemical dia nampiseho fa ny tahan'ny harafesina 2707 HDSS ao amin'ny ron-kena Pseudomonas aeruginosa dia nitombo be taorian'ny 14 andro raha oharina amin'ny tontolo tsy biolojika.Ao amin'ny sary 2a, ny fihenan'ny Eocp dia hita ao amin'ny media abiotika sy ny ron-kena P. aeruginosa nandritra ny 24 ora voalohany.Aorian'izay dia tapitra ny biofilm mandrakotra ny endrik'ilay santionany ary lasa miorim-paka ny Eocp.Na izany aza, ny haavon'ny Eocp biotic dia ambony lavitra noho ny haavon'ny Eocp abiotika.Misy antony tokony hinoana fa io fahasamihafana io dia mifandray amin'ny fananganana biofilms P. aeruginosa.Ao amin'ny fig.2g, ny sandan'ny icorr an'ny 2707 HDSS dia nahatratra 0.627 µA cm-2 teo anatrehan'ny Pseudomonas aeruginosa, izay filaharana ambony kokoa noho ny an'ny fanaraha-maso tsy biolojika (0.063 µA cm-2), izay mifanaraka amin'ny Rct. sanda refesina amin'ny EIS.Nandritra ny andro vitsivitsy voalohany dia nitombo ny sandan'ny impedance ao amin'ny ron-kena P. aeruginosa noho ny fametahana ny sela P. aeruginosa sy ny fananganana biofilm.Na izany aza, mihena ny impedance rehefa mandrakotra tanteraka ny santionany ny biofilm.Ny sosona fiarovana dia voatafika voalohany indrindra noho ny fananganana biofilm sy metabolites biofilm.Noho izany, mihena ny fanoherana ny harafesina rehefa mandeha ny fotoana, ary ny fametrahana ny Pseudomonas aeruginosa dia miteraka harafesina eo an-toerana.Tsy mitovy ny fironana amin'ny tontolo abiotika.Ny fanoherana ny harafesina amin'ny fanaraha-maso tsy biolojika dia ambony lavitra noho ny sandan'ny santionany naseho tamin'ny ron-kena Pseudomonas aeruginosa.Ho fanampin'izany, ho an'ny santionany abiotika, ny sanda Rct 2707 HDSS dia nahatratra 489 kΩ cm2 tamin'ny andro 14, izay avo 15 heny noho ny fisian'ny Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ cm2).Noho izany, ny 2707 HDSS dia manana fanoherana tsara amin'ny harafesina amin'ny tontolo tsy misy dikany, saingy tsy voaaro amin'ny fanafihana MIC avy amin'ny biofilm Pseudomonas aeruginosa.
Ireo vokatra ireo dia azo jerena ihany koa amin'ny curve polarization ao amin'ny Fig.2b.Ny sampana anodika dia mifandray amin'ny fiforonan'ny biofilm Pseudomonas aeruginosa sy ny fihetsiky ny oksidana metaly.Mandritra izany fotoana izany, ny fanehoan-kevitra cathodic dia ny fihenan'ny oksizenina.Ny fisian'ny P. aeruginosa dia nampitombo be ny hakitroky amin'izao fotoana izao, izay eo amin'ny filaharana ambony kokoa noho ny fanaraha-maso abiotika.Izany dia nanondro fa ny biofilm Pseudomonas aeruginosa dia nanatsara ny harafesina eo an-toerana amin'ny 2707 HDSS.Yuan et al.29 dia nahita fa ny hakitroky amin'izao fotoana izao amin'ny firaka 70/30 Cu-Ni dia nampitomboin'ny biofilm Pseudomonas aeruginosa.Mety ho noho ny biocatalysis ny fihenan'ny oksizenina amin'ny biofilm Pseudomonas aeruginosa.Ity fandinihana ity dia mety manazava ihany koa ny MIC 2707 HDSS amin'ity asa ity.Ny biofilm aerobic dia afaka mampihena ny votoatin'ny oksizenina ao ambanin'izy ireo.Noho izany, ny fandavana ny famerenana indray ny metaly amin'ny oksizenina dia mety ho antony mahatonga ny MIC amin'ity asa ity.
Dickinson et al.38 dia nanolo-kevitra fa ny tahan'ny fanehoan-kevitra simika sy elektrokimia dia miankina mivantana amin'ny hetsika metabolika amin'ny bakteria miraikitra amin'ny santionany sy ny toetran'ny vokatra harafesina.Araka ny asehon'ny sary 5 sy ny tabilao 5, dia nihena ny isan'ny sela sy ny hatevin'ny biofilm rehefa afaka 14 andro.Izany dia azo hazavaina ara-drariny noho ny zava-misy fa taorian'ny andro 14 dia maty ny ankamaroan'ny sela misy vatofantsika amin'ny 2707 HDSS noho ny fihenan'ny otrikaina ao amin'ny medium 2216E na ny famoahana ion metaly misy poizina avy amin'ny matrix 2707 HDSS.Famerana ny andrana andiany izany.
Ao anatin'ity asa ity, ny biofilm Pseudomonas aeruginosa dia nandrisika ny fihenan'ny Cr sy Fe eo an-toerana eo ambanin'ny biofilm amin'ny 2707 HDSS (sary 6).Ao amin'ny tabilao 6, ny Fe sy ny Cr dia nihena tamin'ny santionany D raha oharina amin'ny santionany C, izay manondro fa ny famongorana Fe sy Cr vokatry ny biofilm P. aeruginosa dia nohazonina taorian'ny 7 andro voalohany.Ny tontolo iainana 2216E dia ampiasaina hanamboarana ny tontolo an-dranomasina.Misy 17700 ppm Cl-, izay azo ampitahaina amin'ny votoatiny ao anaty rano an-dranomasina voajanahary.Ny fisian'ny 17700 ppm Cl- no tena anton'ny fihenan'ny Cr amin'ny santionany tsy biolojika 7 andro sy 14 andro nodinihina tamin'ny XPS.Raha ampitahaina amin'ny santionan'ny fitsapana Pseudomonas aeruginosa, ny famongorana ny Cr amin'ny santionan'ny fitsapana abiotika dia kely kokoa noho ny fanoherana mahery vaika 2707 HDSS amin'ny chlorine ao amin'ny tontolo abiotika.Ao amin'ny fig.9 dia mampiseho ny fisian'ny Cr6+ amin'ny sarimihetsika mandalo.Mety misy ifandraisany amin'ny fanesorana ny Cr avy amin'ny vy amin'ny biofilms P. aeruginosa izany, araka ny soso-kevitr'i Chen sy Clayton39.
Noho ny fitomboan'ny bakteria dia 7.4 sy 8.2 ny sandan'ny pH an'ny medium alohan'ny sy aorian'ny incubation.Noho izany, ny harafesina amin'ny asidra organika dia tsy azo inoana fa handray anjara amin'ity asa ity eo ambanin'ny biofilms P. aeruginosa noho ny pH avo lenta amin'ny antonony betsaka.Ny pH an'ny fitaovana fanaraha-maso tsy biolojika dia tsy niova be (avy amin'ny 7.4 voalohany ka hatramin'ny 7.5 farany) nandritra ny vanim-potoana fitsapana 14 andro.Ny fitomboan'ny pH ao amin'ny medium incubation aorian'ny incubation dia mifandray amin'ny hetsika metabolika Pseudomonas aeruginosa, ary ny fiantraikany mitovy amin'ny pH dia hita raha tsy misy ny test strip.
Araka ny asehon’ny sary.7, ny halalin'ny lavaka lehibe indrindra nateraky ny biofilm Pseudomonas aeruginosa dia 0.69 µm, izay lehibe lavitra noho ny ao amin'ny medium abiotic (0.02 µm).Izany dia mifanaraka amin'ny angona electrochemical etsy ambony.Ao anatin'ny fepetra mitovy, ny halalin'ny lavaka 0.69 µm dia avo folo heny noho ny sanda 9.5 µm voatondro ho an'ny 2205 DSS40.Ireo angona ireo dia mampiseho fa ny 2707 HDSS dia mampiseho fanoherana tsara kokoa amin'ny MICs noho ny 2205 DSS.Tsy mahagaga izany satria ny 2707 HDSS dia manana haavon'ny Cr avo kokoa, izay mamela ny passivation lava kokoa, mahatonga ny Pseudomonas aeruginosa ho sarotra kokoa ny manafoana, ary manomboka ny dingana tsy misy rotsak'orana faharoa manimba Pitting41.
Ho fehin-kevitra, hita teo amin'ny 2707 HDSS ny fipetrahan'ny MIC ao amin'ny ron-kena Pseudomonas aeruginosa, raha toa ka tsy azo tsinontsinoavina amin'ny haino aman-jery abiotika ny pitting.Ity asa ity dia mampiseho fa ny 2707 HDSS dia manana fanoherana tsara kokoa amin'ny MIC noho ny 2205 DSS, saingy tsy voaaro tanteraka amin'ny MIC noho ny biofilm Pseudomonas aeruginosa.Ireo vokatra ireo dia manampy amin'ny fifantenana ireo vy tsy misy pentina mety sy ny androm-piainan'ny tontolo an-dranomasina.
Ny santionany HDSS 2707 dia nomen'ny Sekolin'ny Metallurgy, Northeastern University (NEU), Shenyang, Shina.Ny firafitry ny singa 2707 HDSS dia aseho ao amin'ny tabilao 1, izay nodinihan'ny Departemantan'ny Famakafakana sy Fitsapana Material ao amin'ny Oniversiten'i Northeastern.Ny santionany rehetra dia nokarakaraina tamin'ny vahaolana mafy orina tamin'ny 1180 ° C nandritra ny adiny iray.Talohan'ny fitiliana ny harafesina, ny vy vy HDSS 2707 miaraka amin'ny velaran-tany mivelatra 1 cm2 dia voaporitra hatramin'ny 2000 grit miaraka amin'ny sandpaper karbida silisiôma ary avy eo nopotehina tamin'ny vovobony 0.05 µm Al2O3.Ny sisiny sy ny ambany dia voaaro amin'ny loko inert.Aorian'ny fanamainana, ny santionany dia nosasana tamin'ny rano deionized sterile ary nodiovina tamin'ny ethanol 75% (v / v) nandritra ny 0,5 ora.Avy eo izy ireo dia maina amin'ny rivotra amin'ny taratra ultraviolet (UV) mandritra ny 0,5 ora alohan'ny hampiasana azy.
Novidina tao amin'ny Xiamen Marine Culture Collection (MCCC), Shina ny strain Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 an-dranomasina.Marine 2216E ranon-javatra antonony (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Shina) dia nampiasaina tamin'ny kolontsaina Pseudomonas aeruginosa ao amin'ny tavoara 250 ml sy 500 ml electrochemical sela fitaratra eo ambanin'ny aerôbika amin'ny 37 ° C.Ny antonony misy (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 SrCl2, 0.08 SrBr2, 0.08 SrBr2, 0.08 SrBr2 0,008, 0,008 Na4F0H20PO.1.0 lalivay nalaina sy 0.1 sitrana vy.Autoclave amin'ny 121 ° C mandritra ny 20 minitra alohan'ny inoculation.Ny sela sessile sy planktonika dia noisaina teo ambanin'ny mikraoskaopy maivana tamin'ny alàlan'ny hemocytometer amin'ny fampitomboana 400x.Ny fifantohana voalohany amin'ny sela P. aeruginosa planktonika avy hatrany taorian'ny inoculation dia manodidina ny 106 sela/mL.
Ny fitsapana elektrokimia dia natao tao amin'ny sela fitaratra telo-electrode mahazatra miaraka amin'ny habetsaky ny 500 ml.Ny takelaka platinina sy ny electrode calomel (SCE) saturated dia mifandray amin'ny reactor amin'ny alàlan'ny kapila Luggin feno tetezana sira ary natao ho electrodes counter sy reference.Mba hamoronana ny electrode miasa, tariby varahina mifono fingotra dia napetaka tamin'ny santionany tsirairay ary nopetahana tamin'ny epoxy, namela manodidina ny 1 cm2 amin'ny faritra iray amin'ny lafiny iray ho an'ny electrode miasa.Nandritra ny fandrefesana electrochemical dia napetraka tao amin'ny medium 2216E ny santionany ary notazonina tamin'ny mari-pana incubation tsy tapaka (37 ° C) tao anaty rano fandroana.Ny OCP, LPR, EIS ary ny angona polarization dynamique dia norefesina tamin'ny alàlan'ny Autolab potentiostat (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).Ny fitsapana LPR dia voarakitra amin'ny tahan'ny scan 0.125 mV s-1 ao amin'ny faritra -5 sy 5 mV ary Eocp miaraka amin'ny tahan'ny santionany 1 Hz.Ny EIS dia natao tao amin'ny Eocp tsy miova amin'ny fampiasana voltase ampiharina amin'ny 5 mV miaraka amin'ny sinusoid amin'ny 0.01 hatramin'ny 10.000 Hz.Talohan'ny famafazana mety, ny electrodes dia tao amin'ny fomba fitetezam-paritra misokatra mandra-pahatongan'ny 42 mety ho harafesina tsy tapaka.Miaraka amin'ny.Ny fitsapana tsirairay dia naverina in-telo miaraka amin'ny Pseudomonas aeruginosa sy tsy misy.
Ny santionany ho an'ny famakafakana metallografika dia voapoizina ara-mekanika tamin'ny taratasy SiC lena 2000 grit ary avy eo nopotehina tamin'ny slurry vovoka Al2O3 0,05 µm ho an'ny fijerena optika.Ny famakafakana metallografika dia natao tamin'ny fampiasana mikraoskaopy optika.Ny santionany dia nopetahana tamin'ny vahaolana 10 wt% potassium hydroxide43.
Aorian'ny incubation, sasao in-3 amin'ny saline phosphate buffered (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) ary amboary amin'ny glutaraldehyde 2.5% (v / v) mandritra ny 10 ora mba hanamboarana ny biofilm.Ny tsy fahampian-drano amin'ny ethanol manaraka (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ary 100% amin'ny volume) alohan'ny fanamainana ny rivotra.Farany, nisy sarimihetsika volamena nipoitra teo ambonin'ny santionany mba hanomezana conductivity ho an'ny fandinihana SEM44.Ny sary SEM dia mifantoka amin'ny toerana misy ny sela P. aeruginosa miorina indrindra eo ambonin'ny santionany tsirairay.Ny famakafakana EMF dia natao hamantarana ireo singa simika.Mba handrefesana ny halalin'ny lavaka dia nampiasaina ny Zeiss confocal laser scanning microscope (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germany).Mba hijerena ireo lavaka misy harafesina eo ambanin'ny biofilm, ny santionan'ny fitsapana dia nodiovina voalohany araka ny fenitra nasionalin'ny Sinoa (CNS) GB / T4334.4-2000 mba hanesorana ny vokatra misy harafesina sy ny biofilm avy amin'ny santionan'ny fitsapana.
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 Surface Analysis System, Thermo VG, USA) famakafakana mampiasa loharano X-ray monochromatic (tsipika Al Kα miaraka amin'ny angovo 1500 eV sy hery 150 W) amin'ny angovo mamatotra isan-karazany 0 ambanin'ny fepetra mahazatra -1350 eV.Raketo ny spectra avo lenta amin'ny fampiasana angovo 50 eV pass sy 0.2 eV step size.
Esory ny santionany voatsindrona ary sasao moramora amin'ny PBS (pH 7.4 ± 0.2) mandritra ny 15 s45.Mba hijerena ny fahafahan'ny bakteria amin'ny biofilm amin'ny santionany, ny biofilm dia voaloto amin'ny fampiasana ny LIVE / DEAD BacLight Bacterial Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA).Ny kitapo dia misy lokon'ny fluorescent roa: loko maitso maitso SYTO-9 ary loko mena miloko mena propidium iodide (PI).Ao amin'ny CLSM, ny teboka maitso sy mena amin'ny fluorescent dia maneho sela velona sy maty.Ho an'ny fandokoana, ampidiro 1 ml ny fangaro misy 3 µl SYTO-9 sy 3 µl ny vahaolana PI amin'ny mari-pana (23 ° C) ao anaty maizina mandritra ny 20 minitra.Taorian'izay, ny santionany voaloto dia nojerena tamin'ny halavan'ny onjam-peo roa (488 nm ho an'ny sela velona ary 559 nm ho an'ny sela maty) mampiasa fitaovana Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japana).Mandrefy ny hatevin'ny biofilm amin'ny fomba fitarafana 3D.
Ahoana no ilazana ity lahatsoratra ity: Li, H. et al.Ny fiantraikan'ny biofilm an-dranomasina Pseudomonas aeruginosa amin'ny harafesina mikraoba amin'ny 2707 super duplex stainless steel.siansa.Trano 6, 20190;doi:10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticeli, C. & Zucchi, F. Fihetsiketsehana harafesina amin'ny LDX 2101 duplex stainless steel amin'ny vahaolana chloride eo anatrehan'ny thiosulfate.harafesina.ny siansa.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS ary Park, YS Ny fiantraikan'ny fitsaboana hafanana sy ny azota amin'ny entona miaro amin'ny fanoherana ny harafesina amin'ny lasantsy stainless vy super duplex.harafesina.ny siansa.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. ary Lewandowski, Z. Fandinihana fampitahana simika momba ny mikraoba sy electrochemical pitting amin'ny 316L stainless steel.harafesina.ny siansa.45, 2577–2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG ary Xiao K. Fitondran-tena electrochemical 2205 duplex stainless vy amin'ny vahaolana alkaline amin'ny sanda pH isan-karazany eo anatrehan'ny klôro.electrochemistry.Journal.64, 211–220 (2012).
Fotoana fandefasana: Jan-09-2023