Биокоррозия меди в условиях воздействия микроскопических грибов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изучена микромицетная биокоррозия электротехнической меди М1Е и стеклотекстолита FR4 с медным покрытием, применяющихся для производства печатных плат. С помощью оптической и электронной микроскопии была исследована структура поверхности прокорродировавших образцов. Методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии проведен качественный и полуколичественный анализ химических элементов, присутствующих в составе продуктов коррозии после экспозиции образцов на газоне микромицетов. Выполнен рентгенофазовый анализ продуктов биокоррозии меди. Установлено, что на начальном этапе микромицетной коррозии происходит адгезия микроорганизмов на поверхности металла и развитие их колоний. Высказано предположение об участии в биокоррозии меди активных форм кислорода (супероксидного анион-радикала и пероксида водорода) и функционировании системы “нульвалентная медь–пероксид водорода”, которые запускают каскад реакций, ведущих к деструктивному окислению меди. В работе объяснена роль биопленок сообщества микроскопических грибов как основного фактора микологической коррозии меди.

Об авторах

Д. В. Белов

Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН; Институт физики микроструктур РАН

Email: belov.denbel2013@yandex.ru
Россия, 603950, Нижний Новгород; Россия, Нижний Новгород

С. Н. Беляев

Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН; Институт физики микроструктур РАН

Email: belov.denbel2013@yandex.ru
Россия, 603950, Нижний Новгород; Россия, Нижний Новгород

П. А. Юнин

Институт физики микроструктур РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: belov.denbel2013@yandex.ru
Россия, Нижний Новгород

Список литературы

  1. Okorie I.E., Chukwudi N.R. // Zastita Materijala. 2021. V. 62. № 4. P. 333. https://doi.org/10.5937/zasmat2104333O
  2. Picioreanu C., Loosdrecht M.V. // J. of The Electrochemical Society. 2002. V. 149. № 6. B211–B223. https://doi.org/10.1149/1.1470657
  3. Rather M.A., Gupta K., Mandal M. // Brazilian J. of Microbiology. 2021. V. 52. № 12. P. 1. https://doi.org/10.1007/s42770-021-00624-x
  4. Li X.L., Narenkumar J., Rajasekar A., Ting Y.-P. // 3 Biotech. 2018. V. 8. № 3. P. 178. https://doi.org/10.1007/s13205-018-1196-0
  5. Zhao J., Csetenyi L., Gadd G. // International Biodeterioration & Biodegradation. 2020. V. 154. 105081. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2020.105081
  6. Gharieb M.I., Ali M.I., El-Shoura A.A. // Biodegradation. 2004. V. 15. № 1. P. 49. https://doi.org/10.1023/B:BIOD.0000009962.48723.df
  7. Белов Д.В., Беляев С.Н., Геворгян Г.А., Максимов М.В. // Журн. физ. химии. 2022. Т. 96. № 8. С. 1075. DOI: . Belov D.V., Belyaev S.N., Gevorgyan G.A., Maksimov M.V. // Rus. J. of Physical Chemistry A. 2022. V. 96. № 8. P. 1599.https://doi.org/10.1134/S003602442208005210.1134/S0036024422080052.https://doi.org/10.31857/S0044453722080052
  8. Белов Д.В., Беляев С.Н. // Конденсированные среды и межфазные границы. 2022. Т. 24. № 2. С. 155. DOI: . Belov D.V., Belyaev S.N. // Condensed Matter and Interphases. 2022. V. 24. № 2. P. 155.https://doi.org/10.17308/kcmf.2022.24/9256.
  9. Белов Д.В., Челнокова М.В., Калинина А.А. и др. // Коррозия: материалы, защита. 2011. № 3. С. 19.
  10. Белов Д.В., Челнокова М.В., Соколова Т.Н. и др. // Изв. высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2011. Т. 54. № 10. С. 133.
  11. Белов Д.В., Челнокова М.В., Соколова Т.Н. и др. // Коррозия: материалы, защита. 2009. № 11. С. 43.
  12. Коваль Э.З., Сидоренко Л.П. Микодеструкторы промышленных материалов. Киев: Наукова думка, 1989. 192 с.
  13. Ринальди М., Саттон Д., Фотергилл А. Определитель патогенных и условно патогенных грибов. М.: Мир. 2001. 486 с.
  14. Aruchamy A., Fujishima A. // J. Electroanal. Chem. 1989. V. 272. № 1–2. P. 125.
  15. Di Quarto F., Piazza S., Sunseri C. // Electrochim. Acta. 1985. V. 30. № 3. P. 315.
  16. Strehblow H.-H., Maurice V., Marcus P. // Electrochim. Acta. 2001. V. 46. P. 3755.
  17. Modestov A.D., Zhou G.-D., Ge H.-H., Loo B.H. // J. Electroanal. Chem. 1995. V. 380. № 1–2. P. 63.
  18. Bogdanowicz R., Ryl J., Darowicki K., Kosmowski B.B. // J. Solid State Electrochem. 2009. https://doi.org/10.1007/s10008-008-0650-z
  19. Wilhelm S. M., Tanizawa Y., Chang-Yi Liu, Hackerman N. // Corr. Sci. 1982. V. 22. № 8. P. 791.
  20. Chaudhary Y.S., Argaval A., Shrivastav R. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2004. № 29. P. 131.
  21. Kublanovsky V.S., Kolbasov G.Ya., Belinskii V.N. // J. Electroanal. Chem. 1996. V. 415. P. 161.
  22. Kautek W., Gordon J.G. // J. Electrochem. Soc. 1990. V. 137. № 9. P. 2672.
  23. Shoesmith D.W., Rummery T.E., Owen D., Lee W. // J. Electrochem. Soc. 1976. V. 123. № 6. P. 790.
  24. Burke L.D., Ahern M.J.G., Ryan T.G. // Ibid. 1990. V. 137. № 2. P. 553.
  25. Abd El Halem S.M., Ateya B.G. // J. Electroanal. Chem. 1981. V. 117. № 2. P. 309.
  26. Ambrose J., Barradas R.G., Shoesmith D.W. // Ibid. 1973. V. 47. № 1. P. 65.
  27. Ives D.J.G., Rawson A.E. // J. of The Electrochemical Society. 1962. V. 109. № 6. P. 447. https://doi.org/10.1149/1.2425445
  28. Ives D.J.G., Rawson A.E. // Ibid. 1962. V. 109. № 6. P. 452. https://doi.org/10.1149/1.2425446.
  29. Ives D.J.G., Rawson A.E. // Ibid. 1962. V. 109. № 6. P. 458. https://doi.org/10.1149/1.2425447.
  30. Ives D.J.G., Rawson A.E. // Ibid.1962. V. 109. № 6. P. 462. https://doi.org/10.1149/1.2425448.
  31. Белов Д.В., Беляев С.Н., Максимов М.В., Геворгян Г.А. // Вопросы материаловедения. 2021. Т. 3. № 107. С. 163. DOI: . Belov D.V., Belyaev S.N., Maksimov M.V., Gevorgyan G.A. // Inorganic Materials: Applied Research. 2022. V. 13. № 6. P. 1640.https://doi.org/10.1134/S207511332206002810.1134/S2075113322060028.https://doi.org/10.22349/1994-6716-2021-107-3-163-183
  32. Ni Y.J., Cheng Y.Q., Xu M.Y., Qiu C.G. et al. // Huan jing ke xue= Huanjing kexue. 2019. V. 40. № 1. P. 293. https://doi.org/10.13227/j.hjkx.201803215
  33. Liu A., Liu J., Han J., Zhang W. // J. of Hazardous Materials. 2017. V. 322. P. 129. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2015.12.070
  34. Ribeiro J.P., Nunes M.I. // Environmental Research. 2021. V. 197. 110957. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.110957
  35. Zhou P., Zhang J., Zhang Y. et al. // J. of Molecular Catalysis A: Chemical. 2016. V. 424. P. 115. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2016.08.022
  36. Cheng M., Zeng G., Huang D. et al. // Chemical Engineering J. 2016. V. 284. P. 582. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.09.001
  37. Li B., Fan Y., Li C., Zhao X., Liu K., Lin Y. // Electroanalysis. 2018. V. 30. P. 1. https://doi.org/10.1002/elan.201700574
  38. Ensafi A.A., Abarghoui M.M., Rezaei B. // Electrochimica Acta. 2014. V. 123. P. 219. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.01.031
  39. Elwell C.E., Gagnon N.L., Neisen B.D. et al. // Chemical Reviews. 2017. V. 117. № 3. P. 2059. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00636
  40. Itoh S. // Accounts of Chemical Research. 2015. V. 48. № 7. P. 2066. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.5b00140
  41. Bailey W.D., Dhar D., Cramblitt A.C., Tolman W.B. // J. of the American Chemical Society. 2019. V. 141. № 13. P. 5470. https://doi.org/10.1021/jacs.9b00466

© Д.В. Белов, С.Н. Беляев, П.А. Юнин, 2023