铜和其他金属表面潜在的生活保护新形式

暴露在外的金属表面极易受到腐蚀,但油漆或其他保护涂层可能会干扰某些用途,并增加大量成本。现在,一系列全面的实验表明了一种新的保护形式:细菌。

腐蚀与环境影响实验室的研究人员南加州大学维特比工程学院一直致力于分析一种名为希瓦氏菌(Shewanella oneidensis) MR-1(以下简称MR-1)的生物保护多种金属的能力。

CEEL的主任Florian Mansfeld教授和博士候选人Esra Kus与地球科学系的Ken Nealson教授合作。欧洲杯线上买球该团队上个月在丹佛的一次会议上做了一个初步的陈述,并将于10月在墨西哥做一个更详细的陈述。

自1997年以来,微生物影响缓蚀的概念一直在科学文献中讨论。康涅狄格大学(University of Connecticut)、南加州大学(University of Southern California)和加州大学欧文分校(University of California at Irvine)的研究人员在他们早期的研究中报告了通过其他生物体和再生生物膜的腐蚀抑制作用。

在2001年的一项研究中,Mansfeld和Nagiub报告了当细菌污染了含有生长介质的人工海水溶液时,微生物对Al2024、低碳钢、墨盒黄铜和不锈钢的耐腐蚀性能产生了影响。他们还表明,与MR-1属于同一属的细菌,S.藻类,可以防止铝和一些钢的腐蚀。

mr . 1是由南加州大学地球科学系的Ken Nealson教授首次发现的,他是这项研究的合著者,是一种了不起的有机体,可以将金属纳入其新陈代谢,“以一种形式吸入某些欧洲杯线上买球金属氧化物和化合物,以另一种形式呼出它们,”丹佛的报告说。MR-1以前曾被用于从受污染的水中沉淀铀。他们指出,“它几乎可以在任何地方生长,不会在人类或动物中引发疾病。”

它可以保护金属。

CEEL进行的实验很简单。五种金属——铝2024,锌,低碳钢,铜和黄铜——的配对样品被制备。每对样品中有一组在含有MR-1的培养基中培养;另一种则在同一生长培养基的无菌浴中,既不含MR-1也不含任何其他生物。

一周后,通过目测和测量电化学阻抗(对交流电的电阻)来监测腐蚀情况。由于电效应在许多形式的腐蚀中起作用,较高的交流阻抗与增加的腐蚀电阻有关。

结果是明确的。对于所有的材料,阻抗随细欧洲杯足球竞彩菌暴露而增加,金属暴露的时间越长,它们的抵抗力就越强。这种增长在铝样品中表现得尤为明显。到周末,对照组的样本显示出明显的视觉凹坑,而MR-1菌落的样本没有受到损伤。

阻抗模式因金属的不同而不同。在所有频率下,铝对电流的电阻都显著降低。黄铜,尤其是铜,表现出了几乎同样显著的影响——读数显示在控制样品中有活性腐蚀,但在MR-1样品中有大幅下降。事实上,MR-1铜样品显示的剖面与铜表面覆盖有保护性聚合物塑料薄膜的剖面相似。

钢和锌的图案没有那么明显,但仍然很重要,金属外观上的差异也是如此。

根据曼斯菲尔德的说法,下一步是弄清楚到底发生了什么,并确定细菌的存在在哪里以及如何改变腐蚀方程。为此,研究小组将对细菌/金属界面进行分子尺度分析,并试图确定MR-1生物膜的特性,以及金属间相互作用的模式为何不同。

曼斯菲尔德说,虽然MR-1本身可能不是未来的金属保护器,但它很可能表明一种代理人可以成为金属保护器。这项研究将于2006年10月29日至11月3日在墨西哥坎昆举行的第210届电化学学会会议上发表。

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