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(cè)量Si3N4探針與SRB細(xì)胞之間的作用力,分析SRB和腐蝕產(chǎn)物等物質(zhì)構(gòu)成的生物沉積膜與H7021AB銅片之間吸附力的變化。結(jié)果表明,探針與SRB細(xì)胞表面的作用力為-3181nN～-4116nN,與細(xì)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(dòng)的結(jié)果間接地對(duì)金屬腐蝕的電化學(xué)過程產(chǎn)生影響,促使腐蝕增加,其關(guān)鍵在于金屬表面生物沉積膜內(nèi)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(duì)認(rèn)識(shí)微生物腐蝕的作用機(jī)制具有重要意義。

原子力顯微鏡作為一種新型的分析技術(shù),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(jí)結(jié)構(gòu),具有獨(dú)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(xì)微變化,并且觀察樣品不受樣品導(dǎo)電性限制,可在各種環(huán)境條件下進(jìn)行成像,在生物醫(yī)學(xué)、納米材料及表面科學(xué)[4]等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)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(cè)量細(xì)菌細(xì)胞的寬度、高度及細(xì)菌鞭毛和胞外聚合物膜的厚度,同時(shí)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(xì)菌與銅表面的點(diǎn)蝕密切相關(guān)。通過AFM的探測(cè)力-距離曲線來分析和比較細(xì)菌在固體表面動(dòng)態(tài)和靜態(tài)粘附時(shí)側(cè)向和垂直向相互作用力,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌分泌的細(xì)菌胞外聚合物和鞭毛結(jié)構(gòu)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(xì)菌吸附到固體表面形成生物沉積膜的過程,并結(jié)合電化學(xué)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(duì)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(jù)AFM的Si3N4探針與SRB細(xì)胞之間的作用力來分析細(xì)菌生物沉積膜與銅片之間吸附力。

蘇州飛時(shí)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(shù)企業(yè)認(rèn)證，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)30多項(xiàng)，研發(fā)的多款產(chǎn)品被評(píng)為高新技術(shù)產(chǎn)品，并通過CE、ISO9001、SGS認(rèn)證。公司的核心研究方向?yàn)楣?、機(jī)、電、算一體化的微納米檢測(cè)設(shè)備、先進(jìn)的醫(yī)療儀器。飛時(shí)曼作為國內(nèi)自主品牌、蘇州飛時(shí)曼精密儀器有限公司，其主要產(chǎn)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(jī) FM-NanoviewRa-AFM、光學(xué)原子力顯微鏡一體機(jī) FM-NanoviewOp-AFM、教學(xué)型原子力顯微鏡 FM-Nanoview T-AFM、教學(xué)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(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)的原子力顯微鏡廠家，只是選配與訂做。