利用原子力顯微鏡(atomicforcemicroscope,AFM)得到高分辨率的硫酸鹽還原菌(sulfate2reducingbacteria,SRB)形貌,通過測量Si3N4探針與SRB細胞之間的作用力,分析SRB和腐蝕產物等物質構成的生物沉積膜與H7021AB銅片之間吸附力的變化。結果表明,探針與SRB細胞表面的作用力為-3181nN～-4116nN,與細胞邊緣的作用力為-4107nN～-4180nN,后者的作用力明顯大于前者。

微生物腐蝕(microbiologicallyinducedcorrosion,MIC)在電力行業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中極為常見,微生物生命活動的結果間接地對金屬腐蝕的電化學過程產生影響,促使腐蝕增加,其關鍵在于金屬表面生物沉積膜內微生物及其與金屬基體間的相互作用。因此,了解該沉積膜的形成及特性,對認識微生物腐蝕的作用機制具有重要意義。

原子力顯微鏡作為一種新型的分析技術,為生物沉積膜的研究提供了良好的手段,它可以分析表面的納米量級結構,具有獨特的高分辨率成像能力,能觀察到腐蝕表面的微觀形貌及細微變化,并且觀察樣品不受樣品導電性限制,可在各種環(huán)境條件下進行成像,在生物醫(yī)學、納米材料及表面科學[4]等領域都具有廣泛的應用。

利用AFM可以觀察硫酸鹽還原菌SRB在不銹鋼表面形成的生物沉積膜,測量細菌細胞的寬度、高度及細菌鞭毛和胞外聚合物膜的厚度,同時還可以鑒別基底的表面粗糙度,了解腐蝕裂隙的寬度和直徑等。Bremer等利用AFM觀察銅表面形成的微生物膜,發(fā)現(xiàn)細菌與銅表面的點蝕密切相關。通過AFM的探測力-距離曲線來分析和比較細菌在固體表面動態(tài)和靜態(tài)粘附時側向和垂直向相互作用力,發(fā)現(xiàn)細菌分泌的細菌胞外聚合物和鞭毛結構在粘附過程和微生物膜形成中均具有重要作用。因此利用AFM觀察細菌吸附到固體表面形成生物沉積膜的過程,并結合電化學研究能夠更好地說明微生物腐蝕的各種因素的影響。

為研究SRB對發(fā)電廠凝氣器銅管的腐蝕,利用AFM觀察SRB在凝氣器銅管7021AB表面吸附形成生物沉積膜的特性,并根據AFM的Si3N4探針與SRB細胞之間的作用力來分析細菌生物沉積膜與銅片之間吸附力。

蘇州飛時曼精密儀器有限公司成立于2013年，在2015年，公司獲得江蘇省高新技術企業(yè)認證，擁有自主知識產權30多項，研發(fā)的多款產品被評為高新技術產品，并通過CE、ISO9001、SGS認證。公司的核心研究方向為光、機、電、算一體化的微納米檢測設備、先進的醫(yī)療儀器。飛時曼作為國內自主品牌、蘇州飛時曼精密儀器有限公司，其主要產品有：原子力顯微鏡系列（多模式原子力顯微鏡 FM-Nanoview1000AFM、一體式原子力顯微鏡 FM-Nanoview6800AFM、拉曼原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewRa-AFM、光學原子力顯微鏡一體機 FM-NanoviewOp-AFM、教學型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學型掃描隧道顯微鏡 FM-NanoviewT-STM、工業(yè)型原子力顯微鏡 FM-NanoviewLS-AFM、拉曼光譜儀RM5000、拉曼光譜儀RM8000、拉曼光譜儀RM9000）。公司自主研發(fā)的原子力顯微鏡基本都具備輕敲模式，且作為國內自主研發(fā)生產的原子力顯微鏡廠家，只是選配與訂做。