Ученые описали, что бактерии способны вызывать коррозию железа, используя электропроводящие пили. В ходе своей жизни эти бактерии также вырабатывают магнетит, что усугубляет коррозию. Исследование опубликовано в журнале Angewandte Chemie.
Железо довольно легко поддается коррозии, но иногда причиной становится не воздействие воды или кислорода. Некоторые бактерии тоже способны вызывать коррозию, и такой процесс называется электробиокоррозией. Ее могут вызывать биопленки бактерий рода Geobacter, которые обитают в речных седиментах. Особенностью таких бактерий является то, что он анаэробны, то есть не используют кислород для дыхания. Вместо этого бактерии окисляют железо, и в процессе их дыхания образуется магнетит.
Ученые смогли описать механизм биокоррозии, вызываемой биопленками бактерии Geobacter sulfurreducens. Они выяснили, что важную роль в этом процессе играют пили — нитевидные белковые структуры на поверхности бактерий. У бактерий рода Geobacter пили состоят из электропроводящих белков, так что ученые предположили, что они могут «отрывать» электроны с поверхности металла. Для этого ученые провели эксперимент, в котором выращивали на нержавеющей стали биопленки двух штаммов бактерий рода Geobacter. Один из штаммов имел электропроводящие пили, а второй был генетически модифицирован таким образом, чтобы его пили хуже проводили электричество. Первый штамм гораздо лучше рос на поверхности стали и вызывал его коррозию, что было видно по углублениям в металле. Ученые также измеряли коррозионный ток — прямой признак окисления железа. В результате ученые заключили, что бактерии действительно используют электропроводящие пили для окисления металла. При этом даже те бактерии, которые в биопленке находились дальше от поверхности стали, все равно могли с помощью электропроводящих пилей получать электроны.
При окислении железа, которое производят бактерии, образуется магнетит, который тоже проводит ток. Ученые выяснили, что добавление магнетита в биопленку стимулирует рост бактерий и увеличивает коррозионный ток. Соответственно, вырабатывающийся в ходе жизнедеятельности бактерий магнетит усугубляет электробиокоррозию. Этот вывод может быть важен при разработке средств для защиты от коррозии.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
