ОБ ОПРЕДЕЛЯЮЩЕЙ РОЛИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В КОРРОЗИИ СПЛАВА Д16Т

Белов Денис Владимирович; Беляев Сергей Николаевич

Конденсированные среды и межфазные границы

https://journals.vsu.ru/kcmf/

ISSN 1606-867Х (Print) ISSN 2687-0711 (Online)

Обзор

Обзорная статья УДК 620.1: 620.193.8

https://doi.org/10.17308/kcmf.2022.24/9256 Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т. Обзор

Д. В. БеловИ, С. Н. Беляев

Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук, ул. Ульянова, 46, БОКС-120, Нижний Новгород 603950, Российская Федерация

Аннотация

Изучена биокоррозия дюралюминия марки Д16Т и предложен механизм, согласно которому инициаторами начальных коррозионных повреждений являются активные формы кислорода (АФК), продуцируемые микромицетами. Сделано предположение об участии в микологической коррозии сплава Д16Т пероксида водорода, образующегося как в процессе жизнедеятельности микромицетов, так и при активации кислорода нульвалентным алюминием (ZVAl). Предложены механизмы межкристаллитной, питтинговой и язвенной коррозии дюралюминия в условиях воздействия микроскопических грибов. Цель статьи - Определение основного биологического фактора, инициирующего биокоррозию сплава Д16Т; оценка биологического воздействия ассоциации микроскопических грибов на сплав с целью разработки научно обоснованных и эффективных методов защиты алюминия и его сплавов от биокоррозии микромицетами.

Объектом исследования был выбран сплав алюминия Д16Т в соответствии с ГОСТ 4784-2019 после закалки и естественного старения, широко применяющийся для изготовления силовых элементов конструкций и оборудования топливных систем самолетов, кузовов автомобилей, деталей различных машин и агрегатов, работающих при низких температурах, в пищевой и фармацевтической промышленности. С помощью сканирующего электронного микроскопа изучены стадии инициирования и развития биокоррозии сплава Д16Т в условиях воздействия консорциума плесневых грибов. Изучен фазовый состав продуктов коррозии Д16Т.

В процессе жизнедеятельности микроскопических грибов образуются активные формы кислорода, инициирующие биокоррозию сплава Д16Т. Начальная стадия биокоррозии обусловлена гидролизом защитной пассивной пленки алюминия. На стадии интенсивной биокоррозии образуются кислородсодержащие соединения алюминия в виде водонасыщенного геля. Далее происходит наработка этого продукта коррозии и уменьшение его водопроницаемости. Гель подвергается «старению» и превращается в кристаллические продукты. Конидии и гифы микроскопических грибов адгезируются, механически закрепляются на поверхности металла и проникают в поверхностные слои и вглубь металла, вызывая его коррозионные разрушения в виде питтингов, язв и каверн. Не исключено, что инициирование биокоррозии металлов является следствием гиперпродукции клетками микромицетов активных форм кислорода в результате окислительного стресса. Это может являться их защитной стратегией, направленной на разрушение ксенобиотического материала.

Развитие межкристаллитной и точечной (питтинговой) коррозии сплава Д16Т под действием микромицетов происходит в местах контакта с экссудатом, который за счет протекания каскада реакций с участием АФК локально обогащается гидроксид-ионами. Зарождение и развитие питтинга на поверхности дюралюминия протекает в дефектах пассивной оксидной пленки вследствие вытеснения кислородсодержащих поверхностных соединений алюминия и их взаимодействия с коррозионно-активными анионами OH- и АФК. Пероксид водорода, как промежуточный продукт метаболизма микромицетов, на поверхности сплава Д16Т может участвовать в фентоновском процессе или гетерогенно разлагаться, также провоцируя развитие биокоррозии алюминия. Ключевые слова: биокоррозия, микологическая коррозия, дюралюминий, Д16Т, нульвалентный алюминий, ZVAl, микромицеты, микроскопические грибы, активные формы кислорода, АФК, супероксидный анион-радикал, пероксид водорода, межкристаллитная коррозия, питтинговая коррозия

И Белов Денис Владимирович, e-mail: [email protected] © Белов Д. В., Беляев С. Н., 2022

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Благодарности: Авторы выражают благодарность Геворгяну Г. А. и Максимову М. В. за помощь в выполнении макро- и микроструктурного анализа и исследований на электронном микроскопе (АО «Центральный научно-исследовательский институт «Буревестник», Нижний Новгород, 603950, Сормовское шоссе, 1а). Для цитирования: Белов Д. В., Беляев С. Н. Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т. Конденсированные среды и межфазные границы. Конденсированные среды и межфазные границы. 2022;24(2): 155-181. https://doi.org/10.17308/kcmf.2022.24/9256

For citation: Belov D. V., Belyaev S. N. The decisive role of biological factors in the corrosion of the D16T alloy. Condensed Matter and Interphases. 2022;24(2): 155-181. https://doi.org/10.17308/kcmf.2022.24/9256

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

1. Введение

Наиболее активными биологическими агентами, повсеместно распространёнными в почве, воде и воздухе, являются плесневые или микроскопические грибы (микромицеты). Зачастую они преобладают над другими микроорганизмами и имеют наибольший потенциал воздействия практически на все объекты инфраструктуры, производственной и хозяйственной деятельности человека. Микромицеты являются активными агентами, инициирующими микробиологическую коррозию большинства металлов и сплавов. Видовое многообразие микроскопических грибов, их высокая приспособляемость к условиям обитания, мощный ферментативный аппарат приводят к существенным объемам повреждаемых ими металлических материалов. Микробиологической коррозией (биокоррозией) металлов называют разрушения, вызванные непосредственным или косвенным воздействием микроорганизмов. Особенно характерна биокоррозия металлов микромицетами в атмосферных и почвенных условиях, например, в хорошо вентилируемых местах с благоприятными температурно-влажностными характеристиками, с наличием на поверхности металла загрязнений [1].

Микробная коррозия металлов представляет собой серьезную экологическую и экономическую проблему. В большинстве случаев коррозия металлов протекает в среде, содержащей кислород. Среди микроорганизмов, принимающих участие в коррозии металлов, наиболее активными являются аэробные. Однако среди анаэробных микроорганизмов известны такие, которые способны инициировать и ускорять окисление металлов. Некоторые из таких микробов могут потреблять молекулярный водород, абиотически образующийся при окислении металлов. За счет протекания сопряженных реакций анаэробное окисление металлов становится термодинамически благоприятным. Дополнительно ускоряют окисление металлов внеклеточные ферменты, например гидрогеназы. Ор-

ганические переносчики электронов, такие как флавины, феназины, гуминовые вещества, могут заменить молекулярный водород в качестве переносчика электронов между металлом и живыми клетками. Также возможен прямой перенос электронов без посредников от окисляющегося металла к клеткам микробов [2-5].

О роли биопленок в коррозии металлов. Впервые открытая в 1978 году специфическая форма существования бактерий в виде биопленок [6] признана преобладающей формой микробной жизни на нашей планете. Биопленки определяют как особую форму организации микроорганизмов, образующихся на разделе двух фаз, интенсивно обменивающихся генетической информацией и способных координировать свое поведение за счет секреции молекулярных сигналов - Quorum Sensing. Изучение биопленок имеет много практических приложений, например, в медицине, в экологии природных и промышленных вод, в гидрометаллургии. Практическая значимость изучения планктонной и биопленочной форм обитания коррозионно-активных микроорганизмов в водных средах обусловлена актуальностью повышения эффективности био-цидной защиты конструкций и сооружений.

В литературе широко освещен вопрос об определяющей роли бактериальных биопленок в коррозии металлов [7-12]. Однако вопрос о влиянии биопленок микроскопических грибов изучен мало. На наш взгляд биопленки микроми-цетов являются одним из определяющих факторов коррозионных процессов металлов.

Бактериальная биопленка представляет собой совокупность ассоциированных с поверхностью микробных клеток, заключенных в ма-трикс из внеклеточного полимерного вещества, преимущественно из полисахаридного материала. В работе [13] сообщается, что адгезия бактерий Pseudomonas fluorescens и Desulfovibrio desulfuricans к металлическим поверхностям играет определяющую роль в их коррозии. Авторы приводят доказательства того, что вещест-

Д. В. Белов, С. Н. Беляев

Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

во, участвующее в первичной адгезии бактерий к поверхности мягкой стали, имеет полиса-харидную природу. Это вещество присутствует во внешней мембране бактериальных клеток в виде липополисахарида [14].

Мицелиальные грибы могут организовывать многоклеточные высокоструктурированные консорциумы, известные как грибные биопленки, которые создают устойчивые сообщества на различных биотических и абиотических поверхностях. Большинство исследований сосредоточено на изучении планктонных форм микромице-тов. Как показывает анализ литературных данных, мицелиальные грибы повсеместно распространены в различных водных средах, включая системы распределения питьевой воды. Внутри таких замкнутых систем водоснабжения развиваются консорциумы микроскопических грибов, образующие биопленки. По данным работы [15] в состав биопленки, выделенной из системы распределения питьевой воды входили следующие микромицеты: Aspergillus sp., Alternaria sp., Botrytis sp., Cladosporium sp., Pénicillium sp.

Типичная морфология биопленки микроскопических грибов описывается как сложная трехмерная структура гетерогенных поверхностно-ассоциированных колоний, состоящих из нитевидных гиф (цепочек удлиненных клеток), псевдогифальных клеток, дрожжеподоб-ных клеток и различных форм внеклеточного матрикса (рис. 1) [16]. Например, микромицет Aspergillus fumigatus продуцирует in vitro внеклеточный гидрофобный матрикс с типичными характеристиками биопленки, состоящий из галак-томаннана, а-1,3-глюканов, моносахаридов, по-лиолов, меланина и белков (антигены и гидро-фобины) [17, 18].

На начальных этапах роста и развития биопленки наблюдается образование слоя веществ, окружающих гриб, ответственных за связывание клеток между собой (когезия) и за их взаимодействие с поверхностью субстрата (адгезия). Именно эти вещества обеспечивают структурную основу формирующейся микопленки. У каждого микроскопического гриба свой характер развития биопленки.

Рис. 1. Схема образования биопленки микромицетов на поверхности металла

В настоящее время показано, что микроорганизмы способны прикрепляться практически к любым поверхностям. Поверхностно-ассоциированные микромицеты, формирующие биопленки, образуют особый фенотип, отличающийся от планктонных организмов. Они имеют специфические механизмы прикрепления к поверхности, которые регулируются разнообразными характеристиками питательной среды, субстрата и клеточной поверхности [19].

В природе адгезия - это широко распространенное явление, присущее многим микроорганизмам, что позволяет им колонизировать свои среды обитания. Адгезивная способность ми-кромицетов обусловливает их дальнейшую колонизацию поверхности металла. Следующая за первичной адсорбцией стадия атаки микроми-цетов на поверхность металла характеризуется инвазивным (от лат. invasio - нашествие, нападение) ростом микроорганизма. Протеолитиче-ские, липолитические ферменты грибов (проте-азы, гиалуронидаза, фосфолипаза, липаза и др.) участвуют в разрушении поверхностных структурных элементов защитной пленки на поверхности металла и реализуют дальнейшую ее колонизацию и пенетрацию (от лат. penetratio - проникать). К факторам патогенности микроскопических грибов относят адгезины. Адгезины - это участки поверхности грибов (белки, углеводные части маннопротеинов клеточной стенки и др.), обеспечивающие прикрепление микроорганизма к твердому субстрату. Адгезины микромице-тов различаются по специфичности и дают им возможность фиксироваться на разных твердых

субстратах [20]. В статье [21] сообщается, что адгезия микроорганизмов является начальной стадией биообрастания материалов, в том числе металлов, в воздушной и водной средах. Авторы исследовали адгезию конидий микроскопического гриба Trichoderma viride к поверхности металлов, различающихся окислительными потенциалами, и определили количественные кинетические параметры, характеризующие стадию адгезии конидий микромицета.

В настоящее время для визуализации биопленок микромицетов широко применяется сканирующая электронная микроскопия [22]. В статье [23] методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии изучены стадии формирования биопленки микромицета Aspergillus fumigatus. Авторы статьи [24] этим же методом провели структурный анализ биопленок микро-мицета Aspergillus niger.

В своих исследованиях мы наблюдали образование биопленок микроскопических грибов на всех поверхностях корродирующих металлов. На рис. 2 и 3 показаны биопленки микроскопических грибов на поверхности сплава Д16Т.

Недавние достижения в области молекулярных методов исследований и конфокальной микроскопии показали, что образование биопленок является естественной и предпочтительной формой роста грибов и основной причиной персистирующих инфекций человека. В работе [25] представлены микроскопические, спектроскопические и микросенсорные методы изучения биопленок. Обобщены аналитические методы исследования внекле-

Рис. 2. Образование биопленки консорциума микроскопических грибов на поверхности сплава Д16Т

Рис. 3. Фотографии биопленки консорциума микроскопических грибов на поверхности сплава Д16Т

точных полимерных веществ, в частности полисахаридов и белков.

Присутствие микроорганизмов на поверхности материала может сильно повлиять на его эксплуатационные характеристики. Поверхностно-опосредованный микробный рост и образование на твердом субстрате биопленки, провоцирует его дальнейшее биообрастание. Наличие биопленок может способствовать межфазным физико-химическим реакциям, которые нежелательны в абиотических условиях. В этой связи расширяется общепринятое понятие биокоррозии. К существующему определению можно добавить, что это изменения свойств металлических материалов, вызванные

образованием биопленки или слоя биологического обрастания. Биокоррозию металлов можно рассматривать как следствие протекания сопряженных биологических и абиотических реакций переноса электронов от металлов к микробным клеткам [26].

Детальные механизмы биокоррозии до сих пор плохо изучены. Так в статье [27] основное внимание исследователей сосредоточено на изучении влияния на биокоррозию металлов процессов биоминерализации, происходящих на металлических поверхностях, и влиянии внеклеточных ферментов, активных в матрице биопленки, на электрохимические реакции на границе раздела биопленка-металл.

Д. В. Белов, С. Н. Беляев

Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

Принято считать, что биокоррозия металлов в условиях воздействия микроскопических грибов носит опосредованный характер и возникает при воздействии агрессивных сред, формирующихся в результате их жизнедеятельности. Однако нами в экспериментах показано, что в разрушении поверхности металлов микромицеты принимают непосредственное участие.

О роли активных форм кислорода (АФК) в биокоррозии металлов. Производство АФК, включая супероксидный анион-радикал (О2-), пероксид водорода (Н2О2) и гидроксильные радикалы (НО^), является характерным явлением для всех живых организмов, в том числе плесневых грибов. АФК выполняют различные роли в клеточной защите и в передаче сигналов, контролирующих дифференцировку, развитие и патогенез клеток микромицетов [28]. АФК регулируют прорастание, развитие и межклеточные взаимодействия у микроскопических грибов. В статье [29] отмечается, что АФК образуются в микроскопических грибах в процессе метаболической активности. Образование АФК возрастает под действием различных факторов стресса, включая голодание, свет, механическое повреждение, взаимодействие с другими живыми объектами. Регуляция содержания АФК представляет собой важнейший аспект в развитии грибного организма. В обзоре рассмотрены источники АФК в грибной клетке, сенсоры и пути передачи сигнала АФК. Дана подробная характеристика антиоксидантной защиты у разных классов микроскопических грибов.

Невысокие концентрации активных метаболитов кислорода - пероксида водорода Н2О2 и супероксидного анион-радикала О2- всегда присутствуют в клетках, участвуя, в том числе, во внутри- и межклеточной передаче сигналов [30]. Пероксид водорода рассматривается как маркер окислительного стресса [31]. Пероксид водорода является побочным продуктом в различных клеточных процессах и конечным продуктом многих метаболических реакций.

В физиологическом диапазоне концентраций (от 1 нМ до 0.1-0.5 мкМ) Н2О2 действует как сигнальная молекула, принимает участие в процессах дифференцировки, миграции и пролиферации клеток [32, 33]. При повышении концентрации до 1-10 мкМ Н2О2 вызывает остановку деления, которое обычно восстанавливается и даже ускоряется в случае успешной адаптации к окислительному стрессу. При высоких концентрациях (М0 мкМ Н2О2) окислительный стресс

преобладает, адаптация не срабатывает, клетка уходит в апоптоз. Границы этих реакций относительны и сильно зависят от типа клеток, условий культивирования и неоднородного распределения Н2О2 в клетке, что делает понятие о средней внутриклеточной концентрации Н2О2 малоприемлемым [34].

Широко известна способность почвенных микромицетов синтезировать и выделять во внешнюю среду пероксид водорода [35]. В работе [36] сообщается о способности микроскопических грибов вида Trichoderma guizhouense синтезировать и накапливать значительные количества пероксида водорода. Образование Н2О2 грибами может происходить посредством двух основных метаболических реакций: как побочный продукт окисления ФАД-зависимыми окси-дазами, такими как глюкозооксидаза или окси-дазы аминокислот [37-40], и путем дисмутации супероксид анион-радикала O2- супероксиддис-мутазами (СОД) [41].

В работе [42] сообщается, что ключевая роль в развитии фитопатогенного гриба Fusarium graminearum зависит от сбалансированной динамики образования активных форм кислорода, в частности пероксида водорода. В работе [43] 50 штаммов грибов, принадлежащих к разным видам базидиомицетов, были протестированы на способность синтезировать и выделять во внешнюю среду Н2О2. Сравнительная оценка проводилась по способности микроорганизмов обесцвечивать синтетические красители. Пе-роксид водорода участвует в разложении лигнина и целлюлозы грибами белой и бурой гнили в качестве ко-субстрата [44, 45]. Кроме того, было показано, что H2O2 играет ключевую роль в процессах деградации лигноцеллюлозы [46].

В работе [47] доказана способность мицели-ального гриба Stilbella aciculosa во время дифференцировки клеток продуцировать внеклеточный супероксидный анион-радикал. В работах [48-50] подробно рассмотрены химические и биохимические свойства O^-.

Супероксидный анион-радикал в инициировании биокоррозии металлов. В своих предыдущих работах [51, 52] было показано, что O2-, образующийся в процессе жизнедеятельности микроскопических грибов, может переходить в околоклеточную среду и выполнять роль инициатора физико-химических процессов, ведущих к глубокой деструкции металлов. Известно, что O2" в водном растворе существует в виде равновесной смеси основания и сопряженной

Д. В. Белов, С. Н. Беляев

Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

кислоты - гидропероксидного радикала. При рН>7 равновесие сдвинуто в сторону О2% радикалы равновесной смеси в водных растворах быстро превращаются в устойчивые продукты в результате протекания параллельных реакций [53, 54] в соответствии со схемами реакций (1)-(4): НО/ ^ О2- + Н+, К = 1.6х10Л рКа = 4.60±0.15, (1) НО; + НО; — О2 + Н2О2, k = (8.60±0.62)х105 М-1с-1,

О,- + Or + 2 Н2О - О, + Н2О2 + 2 ОН-,

(2) (3)

2 2 2 &<0.35 М-1с-1,

но; + ОГ + Н2О - О2 + Н2О2 + ОН-, k = (1.02±0.49)х108 М-1с-1. (4)

В результате протекания каскада этих реакций в среде накапливаются коррозионно-актив-ные агенты, инициирующие коррозию металла.

Об участии пероксида водорода в коррозии металлов. В ряде литературных источников рассматривается вопрос о влиянии пероксида водорода на коррозию металлов и о его участии в инициировании и стимулировании коррозии металлов [55, 56].

Так, в статьях [57, 58] изучено влияние перок-сида водорода на коррозию нержавеющей стали. В работе приведены характеристики оксидных пленок, образующихся на нержавеющей стали при воздействии Н2О2 и О2 в воде. В статье [59] электрохимическими методами изучена коррозия различных нержавеющих сталей в хлорид-содержащих щелочных растворах пероксида водорода. Авторами сделан вывод, что щелочные растворы перексида водорода вызывают коррозию нержавеющих сталей в разной степени вне зависимости от содержания хлорид-ионов, и их коррозионная активность увеличивается с увеличением содержания Н2О2.

Титан, широко используемый в настоящее время в дентальной имплантологии и ортопедии благодаря своей превосходной коррозионной стойкости и механическим свойствам, оказался нестойким в среде, содержащей Н2О2 [60-62]. В статье [63] изучена коррозия титана в растворе пероксида водорода в щелочной среде. Авторами предложен механизм реакции, основанный на взаимодействии оксида титана с ионом пер-гидроксила (НО2).

О механизме растворения алюминия в щелочных средах. С термодинамической точки зрения алюминий является активным металлом, что определяется отрицательным значением его равновесных электродных потенциалов (-1.662 В, А1 - 3ё = А13+; -2.35 В, А1 + 4ОН- - 3ё = [А1(ОН)4]-) [64].

Высокая коррозионная стойкость алюминия в естественных условиях обусловлена наличием на его поверхности многослойной пассивной пленки. На воздухе чистый алюминий покрыт прочной оксидной пленкой толщиной 5-10 нм, защищающей его от дальнейшего окисления [65]. Она образуется в результате окисления поверхностного слоя чистого металла молекулами кислорода воздуха и воды и достигает толщины, обеспечивающей его газонепроницаемость. В настоящее время накоплено достаточно много сведений о ее строении. По одним данным [66] в естественных условиях при температуре 2090 оС она состоит из трех слоев: непосредственно на поверхности алюминия - аморфный оксид или гидроксид толщиной в несколько нм; далее -слой псевдобемита А12О3-1.3 Н2О и поверх него слой байерита А12О3-3 Н2О, толщиной несколько микрон. По другим данным [67-69] защитная пленка представляет собой прилегающий к металлической поверхности тонкий барьерный слой моногидратного орторомбического бемита у-АЮ(ОН) и более толстый наружный слой кристаллического оксида, состоящий из байерита или гидраргиллита А12О3-3 Н2О. Некоторые авторы отмечают, что при обычных условиях на поверхности алюминия формируется защитный рентгеноаморфный оксидный слой толщиной 4-10 нм, в состав которого могут входить бай-ерит А1(ОН)3 и бемит А1О(ОН) [70-72]. Определяющее влияние на биокоррозию сплава Д16Т оказывает состав и состояние пассивирующего слоя на его поверхности [73-76].

Металлический алюминий активно реагирует с различными окислителями, в том числе с О2 и Н2О. Например, продуктами реакции алюминия с водой являются водород и твердые продукты окисления, образующиеся по схемам (5)-(7):

2А1 + 3Н2О = А12О3 + 3Н2, (5)

2А1 + 4Н2О = 2А1О(ОН) + 3Н2, (6)

2А1 + 6Н2О = 2А1(ОН)3 + 3Н2. (7)

Механизм окисления алюминия подробно изучен рядом авторов в работах [77-80]. Электрохимическое растворение алюминия, по мнению авторов работ [81, 82] включает как минимум два сопряженных процесса - образование защитной пассивной оксидной пленки (А1 + 3ОН- - 3е = А1О(ОН) + Н2О) и ее химическое растворение с образованием растворимых алюминатов. Авторы работы [83] считают, что в растворах с рН<12 скорость образования пассивной пленки выше скорости ее растворения.

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

Поэтому скорость коррозии алюминия контролируется стадией удаления с поверхности металла пленок гидроксида, растворение которого определяется диффузией ионов [А1(ОН)4]- и ОН-. В работе [84] указано, что коррозия чистого алюминия в щелочном растворе может быть объяснена работой короткозамкнутой коррозионной ячейки и включает стадии образования и растворения пленки естественного оксида с одновременным восстановлением молекул воды.

Разработка современных методов достоверной оценки биоповреждений материалов, прогноз влияния биокоррозии на механические характеристики изделий и безопасности их дальнейшей эксплуатации являются важными и актуальными задачами. В связи с этим изучение проблемы микробиологической коррозии металлов имеет огромное значение для разработки способов повышения долговечности металлических материалов, изделий и конструкций на их основе. Алюминий и его сплавы находят применение в качестве основного конструкционного материала для изготовления оборудования пищевой промышленности, самолетов и космических аппаратов [85].

К настоящему времени механизм биокоррозии металлов под воздействием микроскопических грибов изучен недостаточно полно, а существующие способы защиты от нее малоэффективны [86, 87]. Биокоррозия алюминия и сплавов на его основе до сих пор остается малоизученным вопросом и вызывает много споров в научном мире.

Цель работы: определение основного биологического фактора, инициирующего биокоррозию сплава Д16Т; оценка биологического воздействия ассоциации микроскопических грибов на сплав с целью разработки научно-обоснованных и эффективных методов защиты алюминия и его сплавов от биокоррозии ми-кромицетами.

Объектом исследования был выбран сплав алюминия Д16Т в соответствии с ГОСТ 4784-2019 после закалки и естественного старения, широко применяющийся для изготовления силовых элементов конструкций и оборудования топливных систем самолетов, кузовов автомобилей, деталей различных машин и агрегатов, работающих при низких температурах, в пищевой и фармацевтической промышленности. В предыдущих работах нами исследовалась биокоррозия алюминия марки АД0 и сплавов на основе алюминия: В65, Д16, АМг6 [88, 89].

С помощью сканирующего электронного микроскопа изучены стадии инициирования и развития биокоррозии сплава Д16Т в условиях воздействия консорциума плесневых грибов. Изучен фазовый состав продуктов коррозии Д16Т.

2. Экспериментальная часть

В экспериментах использовался консорциум природных штаммов микроскопических грибов, споры которых были выделены из воздуха производственных помещений и из смывов с рабочих поверхностей оборудования. Поверхность плотной питательной среды Чапека-Докса с сахарозой, разлитая в чашки Петри, инокулиро-валась спорами микромицетов. Чашки Петри с плотной питательной средой в открытом виде находились в рабочих зонах производственных помещений в течение нескольких часов, после чего помещались в термостат для развития газона микромицетов. Согласно второму способу, на поверхность плотной питательной среды наносили смывы с поверхностей оборудования в виде суспензии спор микромицетов в физиологическом растворе (0.9 % NaCl), полученные с помощью протирки поверхностей ватным тампоном. Далее на газон консорциума микромице-тов помещали подготовленные металлические образцы. Опыт длился не менее 10 месяцев при температуре (27±2) °С в биологическом термостате. Сравнение проводили с контрольными образцами, помещенными на стерильные питательные среды. Методика эксперимента подробно описана в работах [51, 52, 90].

Идентификацию микромицетов с поверхности металлических образцов проводили на основании их морфолого-культуральных особенностей, используя определители [91, 92].

Результаты исследований показали, что ми-кобиота алюминиевых сплавов представлена в основном следующими родами микромицетов: Alternata, Aspergillus, Mucor и Penicillium.

Подготовка образцов и оценка биокоррозионных повреждений. Образцы металлов в виде брусков 30х20х15 мм и 20х20х15 шлифовали до получения гладкой поверхности и полировали до зеркального блеска. Затем их промывали водой, обезжиривали поверхность тетрах-лорметаном, этиловым спиртом и высушивали.

Продукты коррозии после экспозиции удаляли механическим путем щеткой с полимерным ворсом. Прочно сцепленные с поверхностью удаляли ультразвуковой очисткой с частотой ультразвука 20-30 кГц. Средой являлась ди-

Д. В. Белов, С. Н. Беляев

Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

стиллированная вода с температурой (20±2) °С. Для выявления наиболее сильных биоповреждений образцы анализировали визуально. Для выявления микроструктуры поверхности образцы протравливали в растворе Келлера следующего состава: HF (48 %) 1.0 мл; HCl (р = 1.19 г/см3) 1.5 мл; HNO3 (р = 1.42 г/см3) 2.5 мл; Н20 95.0 мл.

Макроскопическое изучение поверхности образцов проводили с помощью светового микроскопа МБС-2. Микроструктурные исследования в поперечном сечении прокорродировавших образцов проводили на оптическом микроскопе MT 753F. Анализ тонкой структуры прокорродировавших образцов анализировали на сканирующем электронном микроскопе VEGA 3 XMH производства компании TESCAN с катодом из гексаборида лантана LaB6. Качественный и полуколичественный анализ химических элементов, присутствующих в составе продуктов коррозии после экспозиции образцов на газоне консорциума микромицетов проводили методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS-анализ). Оборудованием для проведения EDS-анализа выступал энергодисперсионный спектрометр на основе полупроводникового кремний-дрейфового детектора с безазотным охлаждением, установленный на колонну растрового электронного микроскопа с диапазоном детектируемых элементов от Be(4) до Pu(94).

Рентгенофазовый анализ продуктов биокоррозии образцов проводили стандартным методом на дифрактометре Дрон-3М с применением монохроматизированного СиКа-излучения в геометрии по Бреггу-Брентано. Идентификацию кристаллических фаз осуществляли путем сопоставления полученных экспериментальных значений межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей с эталонными.

Идентификация АФК. Для регистрации внеклеточного супероксидного анион-радикала

использовали краситель - нитросиний тетра-золий хлорид (НСТ2+) 2C1-, который широко применяется для этих целей в разнообразных химических и биохимических исследованиях [93, 94], восстанавливаясь при этом до моно- и диформа-занов, характеризующихся максимумами поглощения при 525 нм (e525 = 23400 М-1см-1 в этаноле) и 605 нм (e605 = 40200 М-1см-1 в смеси этанол - хлороформ) соответственно [95]. Для элюирования формазана из водного экстракта использовали смесь диметилсульфоксид - хлороформ в объемном соотношении 2:1. Концентрацию окрашенного формазана в анализируемых пробах опре-

деляли с помощью спектрофотометра UV-3600i Plus (Shimadzu, Япония). В качестве контроля использовали раствор красителя с добавлением супероксиддисмутазы (СОД, 15 ед. акт.), которая при рН = 7 и температуре (20-25) °С с константой скорости к = (1.8-2.3)х109 М-1с-1 с абсолютной специфичностью катализирует реакцию дисмутации супероксидного анион-радикала до Н2О2 и О2 [96-98]. Методика проведения исследований подробно описана в работах [52, 90, 99].

Также образование O^- подтверждали спект-рофотометрическим методом с помощью адреналина [100]. Для экспериментов использовали фармакопейный препарат эпинефрина гидрохлорида (1 мМ, pH = 7, время обработки 15 мин), который в присутствии O2- превращается в адре-нохром [101]. Образование адренохрома контролировали спектрофотометрически UV-3600i Plus (Shimadzu, Япония) при 1max = 347 нм. Константа реакции супероксидного анион-радикала с адреналином составляет (4.0-5.6) x 104 М-1с-1 [102, 103]. Супероксидная специфичность адре-налин-адренохромной системы была подтверждена значительным (до 75 %) ингибировани-ем детекции супероксидного анион-радикала в присутствии супероксиддисмутазы (СОД, 15 ед. акт.). К 2 мл освобождённому от клеток микромицетов жидкому экссудату добавляли 200 мкл 0.1 % водного раствора гидрохлорида эпинефрина и после 15-минутной инкубации проводили спектрофотометрическое измерение.

Для определения пероксида водорода в жидком экссудате, образующимся в процессе биокоррозии алюминия, применяли так называемый FOX-метод, основанный на изменении окраски красителя ксиленолового оранжевого (1max = 540 нм, e540 = 26800 М-1см-1). Реакционный реагент включал: 500 мкМ сульфата аммония железа; 50 мМ серной кислоты; 100 мМ сорбита; 250 мкМ ксиленолового оранжевого [104]. Измерения проводили на спектрофотометре UV-3600i Plus (Shimadzu, Япония) при длине волны 540 нм. Количество пероксида водорода рассчитывали с помощью калибровочных кривых.

Концентрацию H2O2 измеряли титановым методом [105, 106].

3. Результаты и обсуждение

Взаимодействия в системе «металл - микро-мицеты» на стадии инициирования биокоррозии следует рассматривать как совокупность физико-химических, химических и биохимических процессов, протекающих на границах

Д. В. Белов, С. Н. Беляев

Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

раздела поверхностных кислородных соединений алюминия, образующих его защитную пассивную пленку, и водного раствора экссудата, формирующегося в процессе жизнедеятельности клеток микроскопических грибов, с участием компонентов окружающей среды -кислорода и воды.

Начальный этап микологической коррозии металла характеризуется развитием колоний микромицетов. В течение некоторого периода времени (3-5 сут) происходит их адаптация, рост и развитие, затем появляются и локально накапливаются экзометаболиты, инициирующие первичные процессы разрушения поверхности металла. С появления экзометаболитов или, так называемого, экссудата в виде прозрачной подвижной жидкости с торцов и на боковых поверхностях образцов начинается биокоррозия. При локальном концентрировании экзометаболи-тов происходит их взаимодействие с компонентами пассивной защитной пленки металла. Это возможно только при участии воды, пленка которой может возникать на поверхности металла вследствие капиллярной конденсации. Этому будет способствовать и закрепившийся на поверхности металла мицелий микроскопических грибов. Ввиду энергетической неоднородности поверхности металла различные ее участки будут взаимодействовать с живыми клетками и электролитами с разной интенсивностью [107]. Это приводит к неравномерному формированию коррозионных очагов. Далее в общий механизм включаются электрохимические процессы на поверхности металла, возникает катодная и анодная деполяризации. При разрыхлении поверхностных структур, защищающих основной металл, происходит внедрение гиф и конидий микроскопических грибов вглубь металла и его взаимодействие с компонентами коррозионно-активной среды.

В данных экспериментах мы моделировали условия, близкие к реальным условиям эксплуатации металлов и сплавов, используя для культивирования микромицетов искусственно приготовленные питательные среды.

Нами проведена оценка коррозионных повреждений на всех этапах биокоррозии с подробным анализом стадий процесса, внешнего вида образцов, площади и глубины коррозионных повреждений:

- появление экссудата в виде прозрачной жидкости с торцов и на боковых поверхностях образцов и инициирование биокоррозии;

- обрастание поверхности образцов мицелием с последующим внедрением гиф в рыхлые поверхностные структуры металла;

- превращение прозрачного экссудата в подвижный гель, легко удаляемый с поверхности металла;

- превращение геля в студень;

- старение и кристаллизация студня с образованием аморфных продуктов коррозии;

- образование твердых кристаллических продуктов коррозии, прочно сцепленных с поверхностью образца.

В случае электрохимической коррозии алюминия аналогичной последовательности процессов не наблюдается. Рассмотрим эти стадии более подробно.

Начальной стадией биокоррозии является локальное появление на поверхности газона консорциума микромицетов, соприкасающегося с металлом, экссудата в виде прозрачной легко подвижной жидкости с рН 8-9 (рис. 4). Образование экссудата было замечено также при изучении биокоррозии алюминия в условиях воздействия на него индивидуальных штаммов микромицетов [90]. Сходства прослеживаются также в стадийности процесса и общих наблюдениях.

Рис. 4. Капли экссудата на боковых поверхностях корродирующих образцов (показаны стрелками)

Д. В. Белов, С. Н. Беляев

Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

В течение двух-трех суток с начала эксперимента консистенция экссудата становится ге-леобразной (рис. 5). Прозрачный гель со временем превращается в студень, подвергается старению и происходят его структурные изменения: уплотнение, помутнение и кристаллизация, а значение рН постепенно смещается к нейтральному.

Изучение морфологии поверхности образцов на начальной стадии биокоррозии показало, что мицелий микромицетов закрепляется на поверхности образцов (рис. 6) и далее проникает сквозь защитную пленку вглубь металла (рис. 7).

После адсорбции и закрепления гиф микро-мицетов на определенных энергетически выгодных участках поверхности сплава, гифы и конидии микромицетов внедряются в рыхлые и дефектные места поверхностных слоев металла. В этих местах впоследствии обнаруживаются пит-тинги и язвы (рис. 8).

Механизм биокоррозии алюминия. Биокоррозия алюминия - это комплексное явление, включающее в себя как минимум три процесса [89]: 1) взаимодействие компонентов защитной пассивной пленки и чистого металла с активными формами кислорода, выделяющимися в процессе жизнедеятельности микроскопических грибов; 2) электрохимическая коррозия сплава за счет работы короткозамкнутых гальванических элементов; 3) восстановительная актива-

ция кислорода с участием нульвалентного алюминия ZVAl с образованием пероксида водорода, участвующего в прямом разрушении металла и в каскаде реакций АФК, а также гетерогенное разложение пероксида водорода по механизму, схожему с реакцией Фентона.

Интенсивные коррозионные повреждения поверхности сплава Д16Т на начальных этапах воздействия микроскопических грибов позволяют предположить, что коррозионно-актив-ными агентами являются, прежде всего, ОНи Н2О2. Источником ОН-ионов может служить каскад восстановительных реакций с участием

Рис. 5. Полупрозрачный гель на местах образования экссудата (показан стрелками)

Рис. 6. Адгезия мицелия микромицетов на поверхности образцов и их постепенное обрастание (показано стрелками)

Рис. 7. Микрофотография поверхности образца с нитями мицелия (гифами) микромицетов

молекул воды, протекающих по электрохимическому механизму на микрокатодных участках поверхности корродирующего сплава алюминия, в то время как на микроанодных участках происходит его окислительное растворение. При реализации только электрохимического механизма коррозии становится сложным объяснить непрерывное накопление ОН-ионов на начальных этапах биокоррозии. В этот период явных коррозионных повреждений не наблюдается, однако капли экссудата, находящиеся в непосредственном контакте с поверхностями образцов, растут в объеме и вместе с этим увеличивается их значение рН (до 10-11). При воздействии микроскопических грибов ОН-ионы постоянно накапливаются в жидком экссудате в местах непосредственного контакта с металлом, что возможно только в результате протекания в клетках микроскопических грибов дыхательных и обменных процессов с участием кислорода и воды.

Взаимодействие алюминия с АФК, продуцируемыми микромицетами. Поверхностный заряд защитной оксидной пленки алюминия играет важную роль при ее взаимодействии с заряженными частицами. Как мы полагаем, поверхность алюминия в водном растворе, содержащем гидрок-сид-ионы, заряжена отрицательно. Это способствует адсорбции молекул - акцепторов электро-

Рис. 8. Поверхность образца после экспозиции с консорциумом микромицетов в течение 60 суток. Видны питтинги. Некоторые питтинги сливаются в язвы и каверны

нов, в том числе молекул кислорода, на поверхности пассивной пленки алюминия, которые на ней быстро восстанавливаются.

Если предположить, что за счет локального увеличения рН произошло растворение защитной пассивной пленки с обнажением его чистой поверхности, то в этом случае произойдет быстрое взаимодействие алюминия с АФК, продуцируемыми клетками микромицетов. Например, становится возможным взаимодействие алюминия с супероксидным анион-радикалом, выделяющимся в процессе жизнедеятельности микроскопических грибов, что можно представить схемой (8):

А10 + О2- = [А°~О2-и = [Л1+(О-)]-. (8)

Образовавшийся поверхностный адсорбционный комплекс подвергается гидролизу с образованием иона ОН- и А1(ОН)3 по реакциям (9)-(11):

[А1+(О2-)]- + Н2О = [А1О(ОН)] + ОН-, (9)

[А1О(ОН)] + Н2О = А1(ОН)3, (10)

А1О(ОН) + Н2О + ОН- = [А1(ОН)4]-. (11)

После растворения защитной пленки алюминия с образованием тетрагидроксоалюми-нат-ионов, они диффундируют в объем капли жидкого экссудата, где в непосредственной бли-

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

зости к мицелию микромицетов возможны его дальнейшие превращения.

Гидроксид-ионы и молекулы воды способны проникать и двигаться в пленках поверхностных кислородных соединений алюминия [107]. Исследования [108, 109] показали существенное влияние на скорость растворения алюминия в щелочной среде диффузионного фактора - доставки ионов ОН- к корродирующему металлу. Мы полагаем, что развитие точечной (питтинго-вой) коррозии алюминия в водной среде с рН > 7 инициируется за счет локального обогащения поверхности гидроксид-ионами. Зарождение и развитие питтинга на поверхности алюминия протекает, прежде всего, в дефектах пассивной оксидной пленки вследствие вытеснения кислородсодержащих соединений алюминия агрессивными анионами ОН- с последующим взаимодействием металла с АФК. Возможна адсорбция/ хемосорбция супероксидного анион-радикала на дырочных центрах компонентов пассивной пленки алюминия. Например, доказана способность поверхности бёмита у-АЮ(ОН) стабилизировать АФК [110]. Супероксидный анион-радикал О2- стабилизируется на бездефектной поверхности бёмита, затем с участием воды происходит образование поверхностного гидропе-роксидного (пергидроксильного) радикала НО^ в соответствии с реакциями (12)-(14):

О2- + (Н2О)-А1О(ОН) = НО2- + (-НО)-А1О(ОН), (12)

или

О2- + (Н2О)-А1О(ОН) = (-О-О)-АЮ(ОН) + Н2О, (13) (-О-О)-АЮ(ОН) + Н2О =

= (НО-О)-А1О(ОН) + ОН-. (14)

В процессе жизнедеятельности микроскопических грибов, а также в условиях окислительного стресса клеток микромицетов, в среде метаболически накапливается определенное количество эндогенного пероксида водорода в концентрациях 10-4-10-6 М. В этом случае, может быть реализовано его взаимодействие с алюминием по типу реакции Фентона. Посредством переноса электронов от А1о к Н2О2 будет инициировано образование гидроксильных радикалов (НО^) по схемам (15)-(17) [111]:

А1о + 3Н2О2 = А13+ + 3[Н2О2]^-, (15)

3[Н2О2]-- = ЗОН- + 3О№, (16)

А13+ + ЗОН- = А1(ОН)3. (17)

Наши эксперименты подтверждают, что разложение пероксида водорода начинается спустя

некоторое время, в течение которого слой естественного оксида растворяется. Таким образом, пероксид водорода в рассматриваемых условиях является промежуточным продуктом реакций активации кислорода и подвергается гетерогенному разложению, электрохимическому превращению (сопряженные реакции окисления и восстановления), либо ферментативному распаду. В щелочной среде Н2О2 превращается в НО2- и затем восстанавливается до ОН- по схемам (18)-(20):

А1о + 4ОН- - Зе = [А1(ОН)4]-, (18)

Н2О2 + 2е = 2ОН-, (19)

суммарно:

2А1о + 2ОН- + 3Н2О2 = 2[А1(ОН)4]-. (20)

В настоящее время в ряде литературных источников [112-115] сообщается, что в водном растворе возможна генерация изомерных форм молекулы НООН, в частности, молекулы оксиво-ды [Н2О+О-] в виде цвиттер-иона. Последняя ге-теролитически диссоциирует с высвобождением молекулы воды и атома синглетного кислорода О([ТШШ или ^-оксена О[ЩТШ, которые проявляют высокие окислительные свойства и опосредуют разложение самого пероксида водорода. Мы не исключаем возможности образования подобных высокореакционных молекул в изучаемой нами системе. По всей видимости, образование оксиводы и синглетного кислорода можно постулировать в общей схеме взаимодействий «алюминий - АФК».

В брутто-процессе биокоррозии алюминия мы предлагаем условно выделить несколько стадий [116-118]. Стадия индукции биокоррозии алюминия, в процессе которой происходит гидролиз защитной пассивной пленки, приводящий к нарушению ее сплошности и увеличению проницаемости для молекул воды. Это становится возможным из-за наличия в пассивной пленке алюминия структурных дефектов, непроницаемых для кислорода воздуха, но раскрывающихся при контакте с жидкой водой, например за счет эффекта Ребиндера. Другой возможной причиной разрушения защитной пленки является ее химическое растворение, которое будет происходить локально в ее наиболее дефектных местах. Этому способствует образование микромицета-ми жидкого экссудата с основными свойствами. При рН > 7 растворение оксидных соединений алюминия происходит в основном с образованием ионов [А1(ОН)4]- [119, 120] и включает в себя

Д. В. Белов, С. Н. Беляев

Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

гидратацию оксида и растворение образовавшегося гидроксида алюминия по схемам (21)-(23):

А12О3 + Н2О = 2А1О(ОН)

или

А12О3 + 3Н2О = 2А1(ОН)3, (21)

А1О(ОН) + Н2О + ОН- = [А1(ОН)4]-, (22)

А1(ОН)3 + ОН- = [А1(ОН)4]-. (23)

Согласно работе [121], при контакте гидрок-сида алюминия с металлическим алюминием может происходить, так называемый, «реги-дролиз» гидроксида алюминия, приводящий к образованию оксида алюминия по реакции (24): 2А1(ОН)3 + 2А1 = 2А12О3 + 3Н2. (24).

Образовавшийся оксид алюминия менее проницаем для молекул воды, чем гидроксид алюминия. Раскрывшиеся при контакте с водой дефекты закрываются вновь сформировавшимся оксидом, что существенно тормозит биокоррозию металла.

На стадии индукции [77-80] происходит разрушение структурных мостиков А1-О-А1 с образованием связей А1-ОН; одновременно нарастает рН экссудата, образуемого микромицетами, значение которого может доходить до 11. При толщине пассивной пленки алюминия, составляющей 2-4 нм [76], над поверхностью чистого металла может быть расположено 5-10 слоев оксида алюминия. По всей видимости, наиболее дефектной структурой будет обладать пассивная пленка, локализованная на границах кристаллических зерен [79].

Гидроксильные группы способны диффундировать от поверхности раздела «экссудат -пассивная пленка» к поверхности раздела «пассивная пленка - алюминий», образуя в объеме структурные гидроксиды. Диффузия ОН-групп существенно ускоряется с увеличением коли-

чества дефектов в оксиде алюминия [80]. Когда ОН-группы достигают металлического алюминия, происходит «регидролиз» гидроксида алюминия по реакции (24). Образовавшийся оксид алюминия будет увеличивать толщину пассивной пленки и может вновь подвергаться гидролизу. Интенсификации процесса будет способствовать разрушение оксидного покрытия.

В экспериментах нами замечено образование водорода и насыщение им капель жидкого экссудата, прилегающего к поверхностям образцов (рис. 9). Если скорость образования водорода больше скорости его диффузии, образующийся водород, накапливаясь под оксидным покрытием, может приводить к его разрушению [75]. Оксидное покрытие является существенным препятствием для образующегося водорода, поскольку коэффициент диффузии водорода в оксиде составляет 10-13-10-14 см2/с [122, 123]. В свою очередь, эффективный коэффициент диффузии ОН-групп в оксиде значительно меньше и составляет ~10-17 см2/с [80]. Условное окончание периода индукции связано с тем, что гидроли-зированная пассивная пленка локально растворяется в наиболее дефектных местах, что приводит к интенсификации биокоррозии.

Стадия интенсивной биокоррозии алюминия. По мере протекания окисления металла точечные сквозные дефекты увеличиваются, возрастает их количество на единицу поверхности. Образовавшийся гидроксид алюминия закрывает большую часть поверхности алюминия. В процессе окисления алюминия в зонах сквозных дефектов образуются мицеллы гидроксида алюминия, не препятствующие переносу воды к окисляющемуся металлу, заполняющие объем дефекта и со временем выходящие на поверхность алюминия. Далее это приводит к образованию водо-насыщенного геля, обволакивающего корродирующий участок поверхности образца металла.

Рис. 9. Образование водорода, образующегося при взаимодействии экссудата со сплавом Д16Т в местах его контакта с газоном мицелия микромицетов

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

Перенос гидроксида алюминия осуществляется главным образом ионами [А1(ОН)4]- [118]. Массоперенос препятствует быстрому накоплению твердых продуктов коррозии на поверхности алюминия и способствует увеличению скорости биокоррозии. Со временем происходит преобразование гелеобразного гидроксида алюминия, обволакивающего поверхность металла, в его кристаллическую форму. С течением времени гель стареет: теряет молекулы воды, структурируется, уплотняется и теряет способность пропускать воду к поверхности окисляемого металла [77]. При недостатке гидроксид-ионов происходит уменьшение водопроницаемости за счет увеличения объема продуктов коррозии и структурирования свежеобразовавшегося гидроксида. Эти процессы можно представить схемой: мицеллы А1(ОН)3 ^ водонасыщенный гель ^ структурированный гель ^ кристаллические продукты коррозии. С этого момента наблюдается замедление общей скорости биокоррозии алюминия. Интенсивное окисление металла постепенно затухает.

ИзменениерНэкссудата в процессе биокоррозии алюминия. Нами замечено, что в изучаемой системе значение рН экссудата, образующегося на границе «металл - консорциум микромице-тов», может как возрастать, так и снижаться. Известно [124], что в процессе гидратации оксида алюминия, формирующего поверхностную пассивную пленку, образуются гидроксид-ионы, которые различным образом связаны с поверхностью металла. Формирование поверхностного заряда контролируется адсорбцией протонов и

гидроксид-ионов активными центрами поверхности. Поверхность гидроксида алюминия является амфотерной и в зависимости от рН среды может выступать в качестве кислоты или основания Бренстеда. Как известно, при значении рН, меньшем значения, соответствующего точке нулевого заряда (ТНЗ), поверхность заряжается положительно, при большем значении рН - отрицательно. В зависимости от типа оксида алюминия значение ТНЗ может изменяться от ~7 до ~10 [124]. Уменьшение рН экссудата на стадии интенсивной биокоррозии алюминия связано с растворением гидроксида алюминия, а возрастание рН - с объединением А1(ОН)3 в цепочки (полимеризацией) [118], сопровождающимся потерей ионов ОН- по реакции (25):

[Al(OH)4]- = Al(OH)3 + OH-.

(25)

Эти процессы конкурируют между собой. В свою очередь на стадии инициирования биокоррозии (3-5 сут) рН экссудата может достигать 8-9, что связано с образованием клетками микроми-цетов АФК и их взаимодействием с водой и кислородом воздуха. Данные наблюдения подтверждены нами для широкого ряда металлов [125, 126].

Финишные этапы биокоррозии. Процесс биокоррозии заканчивается при истощении питательной среды и прекращении жизнедеятельности микромицетов. В наших экспериментах спустя не менее десяти месяцев экспозиции наблюдалось полное истощение питательной среды. Продукты биокоррозии алюминия последовательно превращались из геля (рис. 10) в раз-

а б

Рис. 10. Продукты биокоррозии сплава: гель и студень на местах образования экссудата (а); кристаллические продукты коррозии (б)

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

ноцветные кристаллические образования неправильной формы (рис. 11). Поверхность образцов, которая находилась в непосредственном контакте с газоном микромицетов, подверглась существенным разрушениям (рис. 12).

Оценка коррозионных повреждений. Кор -розионные разрушения развиваются по механизму питтинговой коррозии, переходящей в язвенную, и локализуются в местах контакта алюминия с экссудатом, продуцируемым ми-кромицетами. После 10 месяцев экспозиции вся поверхность образцов, находящаяся в тесном контакте с мицелием консорциума микроскопических грибов, была подвергнута коррозионным поражениям. Характерными признаками финальной стадии биокоррозии сплавов

алюминия являются глубокие язвы (до 2-3 мм) и каверны различной формы, заполненные продуктами коррозии (рис. 11, 12).

Наряду с продуктами коррозии белого и коричневого цвета в виде скоплений неправильной формы, мы наблюдали незначительное количество продуктов коррозии светло-голубого оттенка, характерных для соединений меди (рис. 13).

В табл. 1 приведены результаты рентгено-фазового анализа продуктов коррозии образца Д16Т, которые были собраны с разных участков поверхности. В процессе разрушения материала в условиях воздействия микромицетов в его продуктах коррозии нами были обнаружены некоторые кислородные соединения алюминия:

Рис. 11. Внешний вид образцов с продуктами коррозии: (а) спустя 3 месяца с начала эксперимента; (б) спустя 10 месяцев с начала эксперимента

а б

Рис. 12. Внешний вид образца без продуктов коррозии на заключительных этапах эксперимента (10 мес): боковые грани образца (а) (четко видна подповерхностная коррозия); поверхность, находившаяся в непосредственном контакте с газоном консорциума микромицетов (б)

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

Рис. 13. Продукты коррозии меди на поверхности образца

у-Л1(ОН)3 у-АЮ(ОН), 5А1203-Н20 [120, 127, 128], меди и магния.

EDS-анализ подтвердил присутствие в продуктах коррозии кислородных соединений алюминия, меди и магния [121, 129]. На рис. 14 приведены результаты EDS-анализа продуктов коррозии образца сплава Д16Т, собранных с разных участков поверхности образца. Помимо кислорода среди неметаллов были зафиксированы фосфор, сера и азот. На наш взгляд, источниками этих неметаллов являются остатки кле-

ток микроскопических грибов и элементы питательной среды.

На начальном этапе наблюдается локальная избирательная коррозия на небольшой площади, которая интенсивно распространяется вглубь металла по границам зерен. Далее локальная коррозия в виде пятен распространяется по поверхности образцов. Наблюдения с помощью электронного микроскопа позволили обнаружить наличие очагов межкристаллитной коррозии (рис. 15). Глубина коррозионных поражений на некоторых участках поверхности достигает 1.5-2.0 мм. Коррозионно-активная среда, формирующаяся в результате жизнедеятельности микроскопических грибов и содержащая АФК и гидроксид-ионы, поступает вглубь металла и разрушает внешние границы зерен сплава Д16Т. Происходит фрагментарное разрушение зерен. В этом случае материал границы зерен выполняет роль анода по отношению к зернам, богатым медью, которые являются катодными участками.

Микроструктурные исследования образцов показали наличие участков биокоррозионных разрушений под поверхностью металла. Подповерхностная коррозия начинается на поверхности металла и распространяется вглубь. Мицелий микроскопических грибов может легко проникать в образующиеся полости в объеме сплава, что будет способствовать углублению процесса.

Таблица 1. Данные рентгеноструктурного анализа продуктов коррозии сплава Д16Т

Расположение участков (№ 1, № 2) на поверхности образца с продуктами коррозии, для которых проводился рентгенофазовый анализ

Номер участка поверхности 20,град d, нм I, % Фаза

38.58 2.3336 100 Al

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

40.2 2.2432 12.35 y-Al(OH)3

1 43.54 2.0785 37.18 Al

44.8 2.0230 58.70 T-Al(OH)3

0.64 1.8025 16.97 T-Al(OH)3

65.18 1.4312 15.46 Al

35.22 2.5481 9.16 AlO(OH)

36.9 2.4358 12.07 T-Al(OH)3

38.69 2.3278 45.20 5Al2O3-H2O

2 40.26 2.2400 9.60 T-Al(OH)3

44.94 2.0170 100 Al

50.7 1.8005 15.13 g-Al(OH)3

65.28 1.4293 51.96 Al

78.3 1.2205 22.15 Al

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

Химический состав на участке (а) поверхности, %

Элемент Спектр 1 Спектр 2 Спектр 3 Спектр 4 Спектр 5 Спектр 6

Al 25.27 9.97 20.22 26.51 23.54 11.07

Cu 9.98 65.55 2.22 0.95 7.67 63.98

Mg 0.3 0 0 0.57 0.28 0

O 53.46 22.56 63.16 66.18 46.5 55.7

P 2.06 0.73 1.29 0.71 3.54 1.05

S 5.08 1.18 8.82 1.16 13.59 0.89

N 3.84 0 4.29 3.86 4.88 0

Элемент

Al

Cu

Mg

O

N

Химический состав на участке (б) поверхности, %

р

т к е п

и

32.87

35.21

1.35

20.82

3.05

0.79

1.98

2 р

т к е п

и

0.7

89.43

0

7.13

0.3

0.87

0.97

3 р

т к е п

и

0.54

90.57

6.54

0.26

0.68

0.98

4 р

т к е п

и

9.65

4.81

1.95

51.24

9.94

0.87

3.84

5 р

т к е п

и

9.11

3.74

1.85

53.7

9.29

1.0

3.91

6 р

т к е п

и

67.17

3.54

1.3

21.67

2.1

0.39

1.49

7 р

т к е п

и

59.18

4.44

1.38

25.40

2.85

1.0

2.35

8 р

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

т к е п

и

63.66

3.86

1.42

22.72

2.91

0.74

1.99

9 р

т к е п

и

2.81

77.67

0.92

12.24

2.01

0.78

1.38

Рис. 14. Результаты EDS-анализа продуктов коррозии на участках (а) и (б) поверхности образца

Наличие в составе продуктов биокоррозии сплава Д16Т соединений меди и магния можно объяснить компонентно-избирательной коррозией сплава и селективным вытравливанием из его структуры алюминия. В поверхностных слоях Д16Т происходит более интенсивное разрушение алюминия. Взаимодействие меди и магния с АФК при рН > 7 также термодинамически возможно. Это подтверждено EDS-анализом продуктов коррозии, изученных на поперечном шлифе образца (Табл. 1).

Мы полагаем, что окисление меди в щелочной среде реализуется с образованием кислородных соединений меди по схемам (26)-(28):

2 Си + 20Н- - 2е = Си20 + Н20, (26)

Си20 + 20Н- - 2е = 2СиО + Н20, (27)

Си20 + 20Н- + Н20 - 2е = 2Си(ОН)2. (28)

Межкристаллитная коррозия. Из анализа литературных данных следует, что движущей силой МКК является разница электрохимических потенциалов, возникающая на границе раздела матрица/частица (алюминиевый твердый раствор/вторая фаза), величина которой, в

общем случае, тем больше, чем менее когерентна межфазная граница и чем больше размер частицы [130].

Интенсивность и глубина МКК зависят от строения матрицы, и прежде всего от протяженности и структуры границ зерен и субзерен [131]. Поскольку сплав Д16Т находится на границе (а + S) и (а + S + 9) областей, то в нем могут выделяться два вида упрочняющих частиц - 9 (А12Си) и S (Al2MgCu), поляризация которых по отношению к матрице различна: 9 фаза является катодом по отношению к матрице, а S фаза - анодом.

Фаза интерметаллидного соединения А12Си выделяется по границам зерен, является малоустойчивой и избирательно разрушается вследствие электрохимической гетерогенности. Из интерметаллидного соединения А12Си алюминий может избирательно переходить в раствор, а медь образует конгломераты неправильной формы. Поверхность становится пористой, образуются полости различной конфигурации и глубины (рис. 15, 16). В дальнейшем и медь подвергается разрушению, о чем свидетельствует наличие продуктов ее окисления.

0

P

S

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

SEM MAG: 500 X WD: 15.35 mm

View field: 416 pm □et: BSE

VEGA3TESCAN

Рис. 15. Микроструктуры разных участков поверхности бокового шлифа образца с очагами межкрис-таллитной коррозии

Процесс растворения S фазы более сложен. Сначала она растворяется по анодному механизму, теряя ионы алюминия и магния. Это приводит к изменению химического состава фазы, и она становится катодом по отношению к матрице с соответствующим изменением механизма ее выкрашивания [130].

Исходя из полученных данных можно заключить, что МКК сплава Д16Т в условиях воздейст-

вия на него микроскопических грибов обусловлена синергическим эффектом структурных и фазовых факторов. Коррозионные поражения характеризуются большой глубиной и развет-вленностью. Это может быть обусловлено выделением фаз по границам субзерен и возникновением большей движущей силы коррозии (разницей электрохимических потенциалов). Наряду с этим наблюдаются сравнительно узкие, но

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

Рис. 16. Очаги межкристаллитной коррозии образцов

весьма глубокие каналы коррозионных поражений, которые сливаются в сплошные коррозионные очаги в виде язв. Такая картина может быть обусловлена распадом твердого раствора, который приводит к формированию в рекристалли-зованных областях крупных частиц стабильных 8 и 9 фаз [132, 133].

Классические методы защиты от коррозии, заключающиеся в применении органических ингибиторов или покрытий на основе полимерных материалов, в условиях развития микроскопических грибов становятся малоэффективны. Гораздо чаще специалисты предлагают методы ингибирования, а не борьбы с биокоррозией. Тактика борьбы с биокоррозией металлов при воздействии микромицетов должна учитывать особенности биохимических механизмов функционирования микроорганизмов. Только зная механизмы взаимодействия в системе «микроорганизм - металл», можно создать эффективные способы защиты металлов от биокоррозии.

Образование и выделение во внешнюю среду микромицетами активных форм кислорода является одним из факторов биокоррозии. Гиперпродукция АФК может быть следствием окисли-

тельного стресса микромицетов. Это может быть вызвано нарушением естественного «редокс-статуса» клеток микроскопических грибов, находящихся в непосредственном контакте с поверхностью металла. Наличие воды способствует превращению АФК в их наиболее стабильные и «долгоживущие» формы, которые либо сами являются инициаторами биокоррозии дюралюминия и его сплавов, либо запускают каскад реакций с участием гидроксидных ионов.

На модельных системах показано, что поверхность сплава алюминия, контактировавшая с консорциумом микромицетов, подвергается глобальным разрушениям, что является недопустимым при эксплуатации оборудования или изделия в условиях воздействия микромицетов. Основываясь на подробном изучении механизма возникновения и развития биокоррозии дюралюминия при воздействии на него микроскопических грибов, будут разработаны эффективные методы защиты от биокоррозии.

4. Заключение

В процессе жизнедеятельности микроскопических грибов образуются активные формы

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

кислорода, инициирующие биокоррозию сплава Д16Т. Начальная стадия биокоррозии обусловлена гидролизом защитной пассивной пленки алюминия. На стадии интенсивной биокоррозии образуются кислородсодержащие соединения алюминия в виде водонасыщенного геля. Далее происходит наработка этого продукта коррозии и уменьшение его водопроницаемости. Гель подвергается «старению» и превращается в кристаллические продукты. Конидии и гифы микроскопических грибов адгезируются, механически закрепляются на поверхности металла и проникают в поверхностные слои и вглубь металла, вызывая его коррозионные разрушения в виде питтингов, язв и каверн. Инициирование биокоррозии металлов является следствием гиперпродукции клетками микромицетов активных форм кислорода в результате окислительного стресса. Это может являться их защитной стратегией, направленной на разрушение ксе-нобиотического материала.

Развитие межкристаллитной и точечной (питтинговой) коррозии сплава Д16Т под действием микромицетов происходит в местах контакта с экссудатом, который за счет протекания каскада реакций с участием АФК локально обогащается гидроксид-ионами. Зарождение и развитие питтинга на поверхности дюралюминия протекает в дефектах пассивной оксидной пленки вследствие вытеснения кислородсодержащих поверхностных соединений алюминия и их взаимодействия с коррозионно-активными анионами ОН- и АФК. Пероксид водорода, как промежуточный продукт метаболизма микромицетов, на поверхности сплава Д16Т может участвовать в фентоновском процессе или гетерогенно разлагаться, также провоцируя развитие биокоррозии алюминия.

Конечной целью исследований микробной коррозии металлов является разработка молекулярных инструментов, направленных на диагностику возникновения, изучения механизмов и скорости биокоррозии металлов. Это позволит реализовать наиболее эффективные стратегии защиты от биоразрушений материалов. Необходим системный биологический подход, включающий инновационные методы выделения и характеристики коррозионно-активных штаммов микроскопических грибов; проведение функциональных геномных исследований; изучение особенностей функционирования микробных сообществ и динамично развивающихся взаимоотношений с занимаемыми ими сре-

дами обитания; уникальных метаболитов, являющихся конечными точками специфических клеточных процессов.

Для определения диагностических признаков биокоррозионных процессов металлов необходимо осуществлять систематическое изучение уникальных химических и биохимических процессов, протекающих в живых клетках, в том числе, изучение их низкомолекулярных метаболических профилей.

Изучение механизмов коррозии металлов с участием микробных сообществ приведет к новым стратегиям защиты от биокоррозии. Наши успехи в понимании механизмов коррозии металлов в условиях воздействия различных ми-кробиомов явно находятся в зачаточном состоянии, но междисциплинарные электрохимические, микробиологические и молекулярные инструменты поспособствуют развитию быстрого прогресса в этой области.

Заявленный вклад авторов

Белов Д. В. - научное руководство, концепция исследования, развитие методологии, написание текста, итоговые выводы. Беляев С. Н. -проведение экспериментальных исследований, написание литературного обзора и редактирование текста.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что у них нет известных финансовых конфликтов интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой статье.

Список литературы

1. Колесникова Н. Н., Луканина Ю. К., Хватов А. В. Биологическая коррозия металлических конструкций и защита от нее. Вестник Казанского технологического университета. 2013;16(1): 170174. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=18726011

2. Lekbach Y., Liu T., Li Y., Moradi M., Dou W., Xu D., Smith J. A., Lovley D. R. Microbial corrosion of metals: The corrosion microbiome. Advances in Microbial Physiology. 2021;78: 317-390. https://doi.org/ doi:10.1016/bs.ampbs.2021.01.002

3. Tang H. Y., Yang C., Ueki T., Pittman C. C., Xu D., Woodard T. L., Holmes D. E., Gu T., Wang F., Lovley D. R. Stainless steel corrosion via direct iron-to-microbe electron transfer by Geobacter species. The ISME Journal: Multidisciplinary Journal of Microbial Ecology. 2021;15: 3084-3093. https://doi.org/10.1038/s41396-021-00990-2

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

4. Tang H. Y., Holmes D. E., Ueki T., Palacios P. A., Lovley D. R. Iron corrosion via direct metal-microbe electron transfer. mBio. 2019;10(3): e00303-19. https:// doi.org/10.1128/mBio.00303-19

5. Deutzmann J. S., Sahin M., Spormann A. M. Extracellular enzymes facilitate electron uptake in biocorrosion and bioelectrosynthesis. mBio. 2015;6(2): e00496-15. https://doi.org/10.1128/mbio.00496-15

6. Costerton J. W., Geesey G. G., Cheng K. J. How bacteria stick. ScientificAmerican. 1978;238(1): 86-95. https://doi.org/10.1038/scientificamerican0178-86

7. Li X., Duan J., Xiao H., Li Y., Liu H., Guan F., Zhai X. Analysis of bacterial community composition of corroded steel immersed in sanya and xiamen sea-waters in China via method of illumina MiSeq Sequencing. Frontiers in Microbiology. 2017;8: 1737. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01737

8. Cetin D., Aksu M. L. Corrosion behavior of low-alloy steel in the presence of Desulfotomaculum sp. Corrosion Science. 2009;51(8): 1584-1588. https:// doi.org/10.1016/j.corsci.2009.04.001

9. Wikiel A. J., Datsenko I., Vera M., Sand W. Impact of Desulfovibrio alaskensis biofilms on corrosion behaviour of carbon steel in marine environment. Bio-electrochemistry. 2014;97: 52-60. https://doi. org/10.1016/j.bioelechem.2013.09.008

10. Zhang P., Xu D., Li Y., Yang K., Gu T. Electron mediators accelerate the microbiologically influenced corrosion of 304 stainless steel by the Desulfovibrio vulgarisbiofilm. Bioelectrochemistry. 2015;101: 14-21. https://doi.org/10.1016Zj.bioelechem.2014.06.010

11. McBeth J. M., Emerson D. In situ microbial community succession on mild steel in estuarine and marine environments: Exploring the role of iron-oxidizing bacteria. Frontiers in Microbiology. 2016; 7. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00767

12. Dinh H. T., Kuever J., Mußmann M., Hassel A. W., Stratmann M., Widdel F. Iron corrosion by novel anaerobic microorganisms. Nature. 2004;427(6977): 829-832. https://doi.org/10.1038/nature02321

13. Beech I. B., Gaylarde C. C. Adhesion of Desulfovibrio desulfuricans and Pseudomonas fluorescens to mild steel surfaces. Journal of Applied Bacteriology. 1989;67(2): 201-207. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.1989.tb03396.x

14. Zottola E. A. Characterization of the attachment matrix of Pseudomonas fragi attached to non-porous surfaces. Journal of Bioadhesion and Biofilm Research. 1991;5(1-2): 37-55. https://doi. org/10.1080/08927019109378227

15. Siqueira V. M., Lima, N. Biofilm formation by filamentous fungi recovered from a water system. Journal of Mycology. 2013; Article ID 152941: 1-9. https://doi.org/10.1155/2013/152941

16. Fox E. P., Singh-Babak S. D., Hartooni N., Nobile C. J. Biofilms and antifungal resistance. Antifungals:

From Genomics to Resistance and the Development of Novel Agents. 2015; 71-90. https://doi. org/10.21775/9781910190012.04

17. Müller F.-M. C., Seidler M., Beauvais A. Aspergillus fumigatus biofilms in the clinical setting. Medical Mycology. 2011;49(S1): S96-S100. https://doi.org/10. 3109/13693786.2010.502190

18. Reichhardt C., Ferreira J. A. G., Joubert L.-M., Clemons K. V., Stevens D. A., Cegelski L. Analysis of the Aspergillus fumigatus biofilm extracellular matrix by solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy. ASM Journals. Eukaryotic Cell. 2015;14(11): 1064-1072. https://doi.org/10.1128/EC.00050-15

19. Donlan R. M. Biofilms: Microbial life on surfaces. Emerging Infectious Diseases. 2002;8(9): 881-890. https://doi.org/10.3201/eid0809.020063

20. Горбушина А. А., Панина Л. К. Адгезия конидий микромицетов к полимерным материалам. Микология и фитопатология. 1992;26(5): 372-377.

21. Калинина И. Г., Гумаргалиева К. З., Кузнецова О. Н., Заиков Г. Е. Взаимосвязь адгезии конидий микроскопического гриба Trichoderma viride с электрохимическими свойствами металлов. Вестник Казанского технологического университета. 2012;15(12): 115-118. Режим доступа: https://www. elibrary.ru/item.asp?id=17846266

22. Joubert L.-M., Ferreira J. A., Stevens D. A., Na-zik H., Cegelski L. Visualization of Aspergillus fumigatus biofilms with scanning electron microscopy and variable pressure-scanning electron microscopy: A comparison of processing techniques. Journal of Microbiological Methods. 2017;132: 46-55. https://doi. org/10.1016/j.mimet.2016.11.002

23. González-Ramírez A.I., Ramírez-Granillo A., Medina-Canales M.G., Rodríguez-Tovar A. V., Martínez-Rivera M. A. Analysis and description of the stages of Aspergillus fumigatus biofilm formation using scanning electron microscopy. BMC Microbiology. 2016;16, 243. https://doi.org/10.1186/s12866-016-0859-4

24. Villena G. K., Fujikawa T., Tsuyumu S., Gutiérrez-Correa M. Structural analysis of biofilms and pellets of Aspergillus niger by confocal laser scanning microscopy and cryo scanning electron microscopy. Bioresource Technology. 2010;101(6): 1920-1926. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.10.036

25. Denkhaus E., Meisen S., Telgheder U., Wingen-der J. Chemical and physical methods for characterisation of biofilms. Microchimica Acta. 2007;158(1-2): 1-27. https://doi.org/10.1007/s00604-006-0688-5

26. Beech I. B., Sunner J. A., Hiraoka K. Microbe-surface interactions in biofouling and biocorrosion processes. International Microbiology. 2005;8:157-168. PMID: 16200494. https://doi.org/10.2436/IM.V8I3.9522

27. Beech I. B., Sunner J. Biocorrosion: towards understanding interactions between biofilms and

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

metals. Current Opinion in Biotechnology. 2004;15(3): 181-186. https://doi.org/10.1016/j.rapbio.2004.05.001

28. Yang S. L., Chung K. R. The NADPH-oxi-dase-mediated production of hydrogen peroxide (H2O2) and resistance to oxidative stress in the necro-trophic pathogen Alternaria alternata of citrus. Molecular Plant Pathology. 2012;13(8): 900-914. https ://doi. org/10.1111/j.1364-3703.2012.00799.x

29. Гесслер Н. Н., Аверьянов А. А., Белозерская Т. А. Активные формы кислорода в регуляции развития грибов (Обзор). Биохимия. 2007;72(10): 1342-1364. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/ item.asp?id=9601862

30. Gamaley I. L., Klyubin N. N. The role of hydrogen peroxide as a second messenger. Tsitologiya. 1996;38(12): 1242-1247. Available at: https://www. elibrary.ru/item.asp?id=14933936

31. Барсукова М. Е., Веселова И. А., Шеховцо-ва Т. Н. Основные методы и подходы к определению маркеров окислительного стресса - органических пероксидных соединений и пероксида водорода. Журнал аналитической химии. 2019;74(5): 335-349. https://doi.org/10.113 4/ S0044450219020038

32. Hansberg W., Aguirre J. Hyperoxidant states cause microbial cell differentiation by cell isolation from dioxygen. Journal of Theoretical Biology. 1990;142(2): 201-221. PMID: 2352433. https://doi. org/10.1016/s0022-5193(05)80222-x

33. Sideri M., Georgiou C. D. Differentiation and hydrogen peroxide production in Sclerotium rolfsii are induced by the oxidizing growth factors, light and iron. Mycologia. 2000;92(6): 1033-1042. https://doi. org/10.2307/3761468

34. Ткачук В. А., Тюрин-Кузьмин П. А., Белоусов В. В., Воротников А. В. Пероксид водорода как новый вторичный посредник. Биологические мембраны. 2012;29(1-2): 21-37. Режим доступа: https:// istina.msu.ru/media/publications/ articles/300/3a4/1513469/BMM0021.pdf

35. Zúñiga-Silva J. R., Chan-Cupul W., Kuschk P., Loera O., Aguilar-López R., Rodríguez-Vázquez R. Effect of Cd+2 on phosphate solubilizing abilities and hydrogen peroxide production of soil-borne micromy-cetes isolated from Phragmites australis-rhizosphere. Ecotoxicology. 2015;25(2): 367-379. https://doi. org/10.1007/s10646-015-1595-5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

36. Zhang J., Miao Y., Rahimi M. J., Zhu H., Steindorff A., Schiessler S., Cai F., PangG., Chenthamara K., Xu Y., Kubicek C. P., Shen O., Druzhinina I. S. Guttation capsules containing hydrogen peroxide: an evolution-arily conserved NADPH oxidase gains a role in wars between related fungi. Environmental Microbiology. 2019;21(8): 2644-2658 https://doi.org/10.1111/1462-2920.14575

37. Stosz S. K., Fravel D. R., Roberts D. P. In vitro analysis of the role of glucose oxidase from Talaromy-ces flavus in biocontrol of the plant pathogen Verticil-lium dahliae. Applied and Environmental Microbiology. 1996;62(9): 3183-3186. https://doi.org/10.1128/ aem.62.9.3183-3186.1996

38. Murray F. R., Llewellyn D. J., Peacock W. J., Dennis E. S. Isolation of the glucose oxidase gene from Talaromyces flavus and characterisation of its role in the biocontrol of Verticillium dahliae. Current Genetics. 1997;32(5): 367-375. https://doi.org/10.1007/ s002940050290

39. Yang C.-A., Cheng C.-H., Lo C.-T., Liu S.-Y., Lee J.-W., Peng K.-C. A Novell-Amino Acid Oxidase from Trichoderma harzianum ETS 323 Associated with Antagonism of Rhizoctonia solani. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2011;59(9): 4519-4526. https://doi.org/10.1021/jf104603w

40. Smirnova I. P., Karimova E. V., Shneider Y. A. Antibacterial Activity of L-Lysine-a-Oxidase from the Trichoderma. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2017;163(6): 777-779. https://doi. org/10.1007/s10517-017-3901-0

41. Heller J., Tudzynski P. Reactive oxygen species in phytopathogenic fungi: signaling, development, and disease. Annual Review of Phytopathology. 2011;49(1): 369-390. https://doi.org/10.1146/annurev-phy-to-072910-095355

42. Mentges M., Bormann J. Real-time imaging of hydrogen peroxide dynamics in vegetative and pathogenic hyphae of Fusarium graminearum. Scientific Reports. 2015;5(1), 14980: 1-10. https://doi.org/10.1038/ srep14980

43. Eichlerova I., Homolka L., Lisa L., Nerud F. The influence of extracellular H2O2 production on decolo-rization ability in fungi. Journal of Basic Microbiology. 2006;46(6): 449-455. https://doi.org/10.1002/ jobm.200610064

44. Zhao J., Janse B. J. H. Comparison of H2O2-pro-ducing enzymes in selected white rot fungi. FEMS Microbiology Letters. 1996;139(2-3): 215-221. https:// doi.org/10.1111/j.1574-6968.1996.tb08205.x

45. Wiberth C.-C., Casandra A.-Z. C., Zhiliang F., Gabriela H. Oxidative enzymes activity and hydrogen peroxide production in white-rot fungi and soil-borne micromycetes co-cultures. Annals of Microbiology. 2019;69: 171-181. https://doi.org/10.1007/s13213-018-1413-4

46 Zhao Y., Li J., Chen Y., Hang H. Response to oxidative stress of Coriolus versicolor induced by exogenous hydrogen peroxide and paraquat. Annals of Microbiology. 2009;59(2): 221-227. https://doi. org/10.1007/bf03178320

47. Hansel C. M., Zeiner C. A., Santelli C. M., Webb S. M. Mn(II) oxidation by an ascomycete fungus

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

is linked to superoxide production during asexual reproduction. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2012;109(31): 12621-12625. https://doi. org/10.1073/pnas.1203885109

48. Hayyan M., Hashim M. A., AlNashef I. M. Superoxide Ion: Generation and Chemical Implications. Chemical Reviews. 2016;116(5): 3029-3085. https:// doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00407

49. Winterbourn C. C. Biological chemistry of superoxide radicals. ChemTexts (The Textbook Journal of Chemistry). 2020;6(1): 7. https://doi.org/10.1007/ s40828-019-0101-8

50. Janik I., Tripathi G. N. R. The nature of the superoxide radical anion in water. The Journal of Chemical Physics. 2013;139(1): 014302-1-014302-7. https:// doi.org/10.1063/1.4811697

51. Челнокова М. В., Белов Д. В., Калинина А. А., Соколова Т. Н., Смирнов В. Ф., Карташов В. Р. Активные формы кислорода в коррозии металлов. Коррозия: материалы, защита. 2011;3: 19-26. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=16317997

52. Белов Д. В., Челнокова М. В., Соколова Т. Н., Смирнов В. Ф., Калинина А. А., Карташов В. Р. Генерация супероксидного анион-радикала микро-мицетами и его роль в коррозии металлов. Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2011;54(10): 133-136. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.as-p?id=16547211

53. De Grey A. D. N. J. HO/: The forgotten radical. DNA and Cell Biology. 2002;21(4): 251-257. https://doi. org/10.1089/104454902753759672

54. Bielski B. H. J., Allen A. O. Mechanism of the disproportionation of superoxide radicals. Journal of Physical Chemistry. 1977;81(11): 1048-1050. https:// doi.org/10.1021/j100526a005

55. Xu W., Yu F., Yang L., Zhang B., Hou B., Li Y. Accelerated corrosion of 316L stainless steel in simulated body fluids in the presence of H2O2 and albumin. Materials Science and Engineering: C. 2018;92: 11-19. https://doi.org/10.1016Zj.msec.2018.06.023

56. Yu F., Addison O., Davenport A. J. A synergistic effect of albumin and H2O2 accelerates corrosion of Ti6Al4V. Acta Biomaterialia. 2015;26: 355-365. https:// doi.org/10.1016/j.actbio.2015.07.046

57. Miyazawa T., Terachi T., Uchida S., Satoh T., Tsukada T., Satoh Y., Wada Y., Hosokawa H. Effects of hydrogen peroxide on corrosion of stainless steel, (V) characterization of oxide film with multilateral surface analyses. Journal of Nuclear Science and Technology. 2006;43(8): 884-895. https://doi.org/10.1080/188112 48.2006.9711173

58. Dong C., Yuan C., Bai X., Li J., Oin H., Yan X. Coupling mechanism between wear and oxidation processes of 304 stainless steel in hydrogen peroxide

environments. Scientific Reports. 2017;7(1): 2327. https://doi.org/10.1038/s41598-017-02530-5

59. Singh A., Chaudhary V., Sharma A. Electrochemical studies of stainless steel corrosion in peroxide solutions. Portugaliae Electrochimica Acta. 2012;30(2): 99-109. https://doi.org/10.4152/ pea.201202099

60. Mabilleau G., Bourdon S., Joly-Guillou M. L., Filmon R., Basle M. F., Chappard D. Influence of fluoride, hydrogen peroxide and lactic acid on the corrosion resistance of commercially pure titanium. Acta Biomaterialia. 2006;2(1): 121-129. https://doi. org/10.1016/j.actbio.2005.09.004

61. Furiya-Sato S., Fukushima A., Mayanagi G., Sasaki K., Takahashi N. Electrochemical evaluation of the hydrogen peroxide- and fluoride-induced corrosive property and its recovery on the titanium surface. Journal ofProsthodontic Research. 2020;64(3): 307-312. https://doi.org/10.1016/j.jpor.2019.09.002

62. Yu F., Addison O., Davenport A. J. A synergistic effect of albumin and H2O2 accelerates corrosion of Ti6Al4V. Acta Biomaterialia. 2015;26: 355-365. https:// doi.org/10.1016/j.actbio.2015.07.046

63. Been J., Tromans D. Titanium corrosion in alkaline hydrogen peroxide. Corrosion. 2000;56(8): 809-818. https://doi.org/10.5006/1.3280584

64. Справочник по электрохимии / Под ред. А. М. Сухотина. Л.: Химия; 1981. 488 с.

65. Антонченко В. Я., Давыдов А. С., Ильин В. В. Основы физики воды. АН УССР. Институт теоретической физики. Киев: Наукова думка; 1991. 672 с.

66. Справочник. Структура и коррозия металлов и сплавов: Атлас. М.: Металлургия; 1989. 400 с.

67. Moon S.-M., Pyun S.-I. The formation and dissolution of anodic oxide films on pure aluminum in alkaline solution. Electrochimica Acta. 1999;44: 2445-2454. https://doi.org/10.1016/S0013-4686(98)00368-5

68. Davis G. D., Moshier W. C., Long G. G., Black D. R. Passive film structure of supersaturated Al-Mo alloys. Journal of the Electrochemical Society. 1 991; 138(11): 3194-3198. https://doi. org/10.1149/1.2085392

69. Nguyen L., Hashimoto T., Zakharov D. N., Stach E. A., Rooney A. P., Berkels B., Burnett T. L. Atomic-scale insights into the oxidation of aluminum. ACS Applied Materials & Interfaces. 2018;10(3): 2230-2235. https://doi.org/10.1021/acsami.7b17224

70. Hunter M. S., Fowle P. Natural and thermally formed oxide films on aluminum. Journal of the Electrochemical Society. 1956;103(9): 482-485. https://doi. org/10.1149/1.2430389

71. Gulbransen Earl A., Wysong W. S. Thin oxide films on aluminum. Journal of Physical Chemistry. 1947;51(5): 1087-1103. https://doi.org/10.1021/ j150455a004

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

72. Vargel C. Corrosion of aluminium. Hardbound: Elsevier; 2004. 700 p.

73. Gromov A. A., Il'in A. P., Foerter-Barth U., Teipel U. D. Effect of the passivating coating type, particle size, and storage time on oxidation and nitri-dation of aluminum powders. Combustion, Explosion and Shock Waves. 2006;42(2): 177-184. https://doi. org/10.1007/S10573-006-0036-4

74. Ларичев М. Н., Ларичева О. О., Лейпун-ский И. О., Пшеченков П. А., Жигач А. Н., Кусков М. Л., Седой В. С. Новые «реактивные» покрытия для пассивации поверхности наноразмерных частиц Al, предназначенных для энергетического использования. Химическая физика. 2006;25(10): 72-79. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=9295873

75. Deng Z. Y., Ferreira J. M. F., Tanaka Y., Ye J. Physicochemical mechanism for the continuous reaction of g-Al2O3 modified Al powder with water. Journal of the American Ceramic Society. 2007;90(5): 1521-1526. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2007.01546.x

76. Fernandez A., Sanchez-Lopez J. C., Caballero A. Characterization of nanophase Al-oxide/Al powders by electron energy-loss spectroscopy. Journal of Microscopy. 1998;191: 212-220. https://doi.org/10.1046/ j.1365-2818.1998.00355.x

77. Razavi-Tousi S. S., Szpunar J. A. Mechanism of corrosion of activated aluminum particles by hot water. ElectrochimicaActa. 2014;127: 95-105. https://doi. org/10.1016/j.electacta.2014.02.024

78. Lozhkomoev A. S., Glazkova E. A., Bakina O. V., Lerner M. I., Gotman I., Gutmanas E. Y., Kazant-sev S. O., Psakhie S. G. Synthesis of core-shell AlOOH hollow nanospheres by reacting Al nanoparticles with water. Nanotechnology. 2016;27(20): 205603 (7 pp). https://doi.org/10.1088/0957-4484/27/20/205603

79. Kanehira S., Kanamori S., Nagashima K., Sae-ki T., Visbal H., Fukui T. Controllable hydrogen release via aluminum powder corrosion in calcium hydroxide solutions. Journal of Asian Ceramic Societies. 2013;1: 296-303. https://doi.org/10.10Wj.jascer.2013.08.001

80. Bunker B. C., Nelson G. C., Zavadil K. R., Bar-bour J. C., Wall F. D., Sullivan J. P., Windisch C. F., Engelhardt M. H., Baer D. R. Hydration of passive oxide films on aluminum. The Journal of Physical Chemistry B. 2002;18(106): 4705-4713. https://doi. org/10.1021/jp013246e

81. Фатеев Ю. Ф., Вржосек Г. Г., Антропов Л. И. О коррозии алюминия в растворах щелочей. Вестник Киевского политехнического института. Серия: химическое машиностроение и технология. 1979;16: 60-63. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=17937682

82. Григорьева И. О., Дресвянников А. Ф. Коррозионное и электрохимическое поведение алюминия в растворах гидроксидов калия и лития.

Вестник Казанского технологического университета. 2012;15(14): 199-202. Режим доступа: https:// www.elibrary.ru/item.asp?id=17937682

83. Григорьева И. О., Дресвянников А. Ф., Мас-ник О. Ю., Закиров Р. А. Электрохимическое поведение алюминия в растворах гидроксида аммония и гидроксида натрия. Вестник Казанского технологического университета. 2011;6: 72-78. Режим доступа: https ://www.elibrary.ru/item.as-p?id=16147047

84. Pyun S. I., Moon S. M. Corrosion mechanism of pure aluminium in aqueous alkaline solution. Journal of Solid State Electrochemistry. 2000;5(4): 267-272. https://doi.org/10.1007/s100080050203

85. Bryan J. M. Aluminium and aluminium alloys in the food industry with special reference to corrosion and its prevention. Department of Science and Industrial Research. Food Investigation Special Report. London: H. M. Stationery Office; 1948;50: p. 153.

86. Лаптев А. Б., Луценко А. Н., Курс М. Г., Буха-рев Г. М. Опыт исследований биокоррозии металлов. Практика противокоррозионной защиты. 2016;2(80): 36-57. Режим доступа: https://www. elibrary.ru/item.asp?id=29311937

87. Nardy K., Johannes A.V. The dual role of microbes in corrosion. The ISME Journal. 2015;9(3): 542-551. https://doi.org/10.1038/ismej.2014.169

88. Смирнов В. Ф., Белов Д. В., Соколова Т. Н., Кузина О. В., Карташов В. Р. Микробиологическая коррозия материалов на основе алюминия. Прикладная биохимия и микробиология. 2008;44(2): 213-218. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/ item.asp?id=9934660

89. Белов Д. В., Беляев С. Н., Максимов М. В., Геворгян Г. А. Исследование коррозионного разрушения алюминиевых сплавов Д16Т и АМг6 при воздействии микроскопических грибов. Вопросы материаловедения. 2021;3(107): 163-183. https:// doi.org/10.22349/1994-6716-2021-107-3-163-183.

90. Белов Д. В., Челнокова М. В., Соколова Т. Н., Смирнов В. Ф., Карташов В. Р. О роли активных форм кислорода в инициировании коррозии металлов микроскопическими грибами. Коррозия: материалы, защита. 2009;11: 43-48. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=13032869

91. Коваль Э. З., Сидоренко Л. П. Микодеструк-торы промышленных материалов. Киев: Наукова думка; 1989. 192 с.

92. Саттон Д., Фотергилл А., Ринальди М., Определитель патогенных и условно патогенных грибов. М.: Мир; 2001. 486 с.

93. Berridge M. V., Herst P. M., Tan A. S. Tetrazoli-um dyes as tools in cell biology: New insights into their cellular reduction. Biotechnology Annual Review. 2005;11: 127-152. https://doi.org/10.1016/s1387-2656(05)11004-7

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

94. Seidler E. The tetrazolium-fomazan system: design and histochemistry. Progress in Histochemistry and Cytochemistry. 1991;24(1): 1-79. https://doi. org/10.1016/s0079-6336(11)80060-4

95. Altman F. P. Tetrazolium salts and formazans. Progress in Histochemistry and Cytochemistry. 1976;9(3): 3-51. https://doi.org/10.1016/s0079-6336(76)80015-0

96. Rotilio G., Bray R. C., Fielden E. M. A pulse radiolysis study of superoxide dismutase. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Enzymology. 1972;268(2): 605-609. https://doi.org/10.1016/0005-2744(72)90359-2

97. Fridovich I. Superoxide radical and superoxide dismutases. Annual Review of Biochemistry. 1995;64(1): 97-112. https://doi.org/10.1146/annurev. bi.64.070195.000525

98. Fielden E. M., Roberts P. B., Bray R. C., Lowe D. J., Mautner G. N., Rotilio G., Calabrese L. The mechanism of action of superoxide dismutase from pulse radiolysis and electron paramagnetic resonance. Evidence that only half the active sites function in catalysis. Biochemical Journal. 1974;139(1): 49-60. https://doi.org/10.1042/bj1390049

99. Калинина А. А., Белов Д. В., Челнокова М. В., Соколова Т. Н., Москвичев А. Н., Разов Е. Н., Карташов В. Р. Соединения - акцепторы электронов в исследовании биокоррозионных явлений. Коррозия: материалы, защита. 2011;12: 29-32. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=17241858

100. Сирота Т. В. Цепная реакция автоокисления адреналина - модель хиноидного окисления кате-холаминов. Биофизика. 2020;65(4): 646-655 https:// doi.org/10.31857/S0006302920040031

101. Misra H. P., Fridovich I. The univalent reduction of oxygen by reduced flavins and quinones. Journal of Biological Chemistry. 1972;247(1): 188-192. https://doi.org/10.1016/s0021-9258(19)45773-6

102. Misra H. P., Fridovich I. The role of superoxide anion in the autoxidation of epinephrine and a simple assay for superoxide dismutase. Journal of Biological Chemistry. 1972;247(10): 3170-3175. https://doi. org/10.1016/s0021-9258(19)45228-9

103. Bors W., Michel C., Saran M., Lengfelder E. Kinetic investigations of the autoxidation of adrenalin. Zeitschrift Für Naturforschung C. 1978;33(11-12): 891-896. https://doi.org/10.1515/znc-1978-11-1215

104. Burns J. M., Cooper W. J., Ferry J. L., King D. W., DiMento B. P., McNeill K., Miller C. J., Miller W. L., Peake B. M., Rusak S. A., Rose A. L. Waite T. D. Methods for reactive oxygen species (ROS) detection in aqueous environments. Aquatic Sciences. 2012;74(4): 683-734. https://doi.org/10.1007/s00027-012-0251-x

105. MacNevin W. M., Urone P. F. Separation of hydrogen peroxide from organic hydroperoxides. Analytical Chemistry. 1953;25(11): 1760-1761. https:// doi.org/10.1021/ac60083a052

106. Pobiner H. Determination of hydroperoxides in hydrocarbon by conversion to hydrogen peroxide and measurement by titanium complexing. Analytical Chemistry. 1961;33(10): 1423-1426. https://doi. org/10.1021/ac60178a045

107. Bunker B. C., Nelson G. C., Zavadil K. R., Barbour J. C., Wall F. D., Sullivan J. P., Windisch C. F., Engelhardt M. H., Baer D. R. Hydration of passive oxide films on aluminum. Journal of Physical Chemistry B. 2002;106(18): 4705-4713. https://doi. org/10.1021/jp013246e

108. Belitskus D. Reaction of aluminum with sodium hydroxide solution as a source of hydrogen. Journal of the Electrochemical Society. 1970;117: 1097-1099. https://doi.org/10.1149/1.2407730

109. Heusler K. E., Allgaier W. Die kinetik der auflosung von aluminium in alkalischen losungen. Werkstoffe und Korrosion. 1971; 22(4): 297-302. https:// doi.org/10.1002/maco.19710220405

110. Ribeiro T., Motta A., Marcus P., Gaigeot M.-P., Lopez X., Costa D. Formation of the OOH radical at steps of the boehmite surface and its inhibition by gallic acid: A theoretical study including DFT-based dynamics. Journal of Inorganic Biochemistry. 2013;128: 164-173. https://doi.org/10.1016/j.jinorg-bio.2013.07.024

111. Ren T., Yang S., Jiang Y., Sun X., Zhang Y. Enhancing surface corrosion of zero-valent aluminum (ZVAl) and electron transfer process for the degradation of trichloroethylene with the presence of persulfate. Chemical Engineering Journal. 2018;348: 350-360. https://doi.org/10.1016/jxej.2018.04.216

112. Meredith C., Hamilton T. P., Schaefer H. F. Oxywater (water oxide) : new evidence for the existence of a structural isomer of hydrogen peroxide. The Journal of Physical Chemistry. 1992;96(23): 9250-9254. https://doi.org/10.1021/j100202a034

113. Jursic B. S. Density functional theory and ab initio study of oxywater isomerization into hydrogen peroxide. Journal of Molecular Structure: THEOCHEM. 1997;417(1-2): 81-88. https://doi.org/10.1016/s0166-1280(97)00059-6

114. Franz J., Francisco J. S., Peyerimhoff S. D. Production of singlet oxygen atoms by photodissociation of oxywater. The Journal of Chemical Physics. 2009;130(8): 084304. https://doi. org/10.1063/1.3080808

115. Чумаков А. А., Котельников О. А., Сли-жов Ю. Г., Минакова Т. С. Обоснование генерирования цвиттерионов оксиводы и синглетных атомов кислорода из молекул пероксида водорода в водных растворах. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Химия». 2018;10(4): 4459. https://doi.org/10.14529/chem180405

116. Шайтура Н. С., Ларичева О. О., Ларичев М. Н. Изучение механизма низкотемператур-

Д. В. Белов, С. Н. Беляев Об определяющей роли биологических факторов в коррозии сплава Д16Т

ного окисления микроразмерного порошка алюминия водой. Химическая физика. 2019;38(3): 9-23. https://doi.org/10.1134/S0207401X19030087

117. Larichev M. N. Reaction of aluminum powders with liquid water and steam. In: (2014). Metal Nano-powders. Gromov A., Teipel U. (Eds.). Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. W.; 2014. p. 163. https://doi.org/10.1002/9783527680696.ch8

118. Ларичев М. Н., Ларичева О. О., Лейпун-ский И. О., Пшеченков П. А. Реакция алюминиевых частиц с жидкой водой и водяным паром - перспективный источник водорода для нужд водородной энергетики. Известия РАН. Энергетика. 2007;5: 125-139. Режим доступа: https://elibrary.ru/item. asp?id=9584641

119. Zang J., Klasky M., Letellier B.C. The aluminum chemistry and corrosion in alkaline solutions. Journal of Nuclear Materials. 2009;384(2): 175-189. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2008.11.009

120. Deng Z.-Y., Ferreira J. M. F., Tanaka Y., Ye J. Physicochemical mechanism for the continuous reaction of g-Al2O3-modified aluminum powder with water. Journal of the American Ceramic Society. 2007;90(5): 1521-1526. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2007.01546.x

121. Rosliza R., Izman S. SEM-EDS characterization of natural products on corrosion inhibition of Al-Mg-Si alloy. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2011;47: 395-401. https://doi. org/10.1134/S2070205111030129

122. Song W., Du J., Xu Y., Long B. A study of hydrogen permeation in aluminum alloy treated by various oxidation processes. Journal of Nuclear Materials. 1997; 246(2-3): 139-143. https://doi.org/10.1016/ S0022-3115(97)00146-3

123. Ulanovskiy I. B. Hydrogen diffusion and porosity formation in aluminium. I. B. Ulanovskiy (Ed.). Moscow: Izdatelskiy Dom 'MISIS' Publ., 2015. p. 122.

124. Kaspzyk-Hordern B. Chemistry of alumina, reactions in aqueous solution and its application in water treatment. Advances in Colloid and Interface Science. 2004;110(1-2): 19-48. https://doi. org/10.1016/j.cis.2004.02.002

125. Belov D. V., Sokolova T. N., Smirnov V. F., Kuzina O. V., Kostyukova L. V., Kartashov V. R. Corrosion of aluminum and its alloys under the effect of microscopic fungi. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2008;44: 737-742. https://doi. org/10.1134/S0033173208070151

126. Белов Д. В., Беляев С. Н., Максимов М. В., Геворгян Г. А. О механизме биокоррозии сплавов алюминия Д16Т и АМг6 (обзор). Korroziya: Materialy, Zashchita. 202 1; 10 : 1-10. https://doi. org/10.31044/1813-7016-2021-0-10-1-22

127. Lee S., Shin J. H., Choi M. Y. Watching the growth of aluminum hydroxide nanoparticles from aluminum nanoparticles synthesized by pulsed laser ablation in aqueous surfactant solution. Journal of Nanoparticle Research. 2013;15: 1473-1480. https:// doi.org/10.1007/s11051-013-1473-0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

128. Wefers K., Misra C., Bridenbaugh P. Oxides and hydroxides of aluminum. Alcoa Laboratories. 1987. 92 p.

129. Ahmed M., Oi Y., Zhang L., Yang Y., Abas A., Liang J., Cao B. Influence of Cu2+ ions on the corrosion resistance of AZ31 magnesium alloy with microarc oxidation. Materials. 2020;13(11): 2647. https://doi. org/10.3390/ma13112647

130. Синявский В. С., Вальков В. Д., Калинин В. Д. Коррозия и защита алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1986. 386 с.

131. Beaunier L. Corrosion of grain boundaries: initiation processes and testing. Journal de Physique Colloques. 1982;43(С6): 271-282. https://doi. org/10.1051/jphyscol:1982624

132. Крымский C. В., Ильясов Р. Р., Автократова Е. В., Ситдиков О. Ш., Маркуше М.В. Межкри-сталлитная коррозия криопрокатанного и состаренного алюминиевого сплава Д16. Физикохимия поверхности и защита материалов. 2017;53(6): 646-655. https://doi.org/10.7868/s0044185617060158

133. Абрамова М. Г., Гончаров А. А. Межкристал-литная коррозия деформируемых алюминиевых сплавов при натурных и натурно-ускоренных климатических испытаниях. Труды ВИАМ. 2019;11(83): 85-94. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2019-0-11-85-94

Информация об авторах

Белов Денис Владимирович, к. х. н., доцент, с. н. с., Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук (Нижний Новгород, Российская Федерация). https ://orcid.org/0000-0001-7190-0477 [email protected] Беляев Сергей Николаевич, к. х. н., н. с., Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук (Нижний Новгород, Российская Федерация). https://orcid.org/0000-0003-2346-9103 [email protected]

Поступила в редакцию 29.12.2021; одобрена после рецензирования 11.04.2022; принята к публикации 15.04.2022; опубликована онлайн 25.06.2022.

ОБ ОПРЕДЕЛЯЮЩЕЙ РОЛИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В КОРРОЗИИ СПЛАВА Д16Т Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Белов Денис Владимирович, Беляев Сергей Николаевич

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Белов Денис Владимирович, Беляев Сергей Николаевич

THE DECISIVE ROLE OF BIOLOGICAL FACTORS IN THE CORROSION OF THE D16T ALLOY

Текст научной работы на тему «ОБ ОПРЕДЕЛЯЮЩЕЙ РОЛИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В КОРРОЗИИ СПЛАВА Д16Т»