海洋微生物协同诱导矿化膜的调控机理及其防腐功能研究
结题报告
批准号:
41976039
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
刘涛
依托单位:
学科分类:
海洋化学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘涛
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中文摘要
海洋工程材料的腐蚀问题不仅会引起难以估量的经济损失,还会带来巨大的安全隐患。传统化学或电化学防腐蚀方法在海洋中的应用经常受到环境的限制。预研结果表明,一种假交替单胞菌的基因突变株可在材料表面形成具有规则结构的层状矿化膜,此膜是由胞外聚合物和具有方解石晶体结构的无机碳酸盐组成,具备优异的耐腐蚀性能,但矿化膜的调控机理与功能应用亟待展开。本项目拟通过生物学分析和电化学方法,深入研究细菌诱导矿化机理,阐明生物膜结构、胞外多糖、环境参数和竞争生长对矿化膜形成和防腐性能的影响。在前期研究基础上,利用不同种属矿化细菌的协同作用,提高矿化效率,增强矿化膜与基体的结合力,优化矿化膜抗腐蚀及自修复性能。最后,通过基因工程构建细菌突变体,实现矿化细菌在多菌环境中的优势生长,扩大微生物诱导矿化膜的应用范围,突破微生物抑制腐蚀研究的瓶颈,为海洋防腐技术提供一种新的思路和方法。
英文摘要
Steel corrosion is a global problem in marine engineering, resulting in tremendous economic loss and security risk. Numerous inhibitory treatments have been applied to mitigate the degradation of metallic materials; however, they typically have a high cost and are not environmental-friendly. In our previous study, we presented a novel and “green” approach for the protection of steel by a marine bacterium Pseudoalteromonas lipolytica. However, the mechanism and application of biomineralized film has been unexplored. Here, we intend to study the key mechanism of biomineralization through biological analysis and electrochemical methods, and clarify the influence of biofilm structure, extracellular polysaccharides, environmental parameters and competitive growth on the formation and corrosion resistance of the biomineralized film. In addition, we present a more effective approach for protecting steel from corrosion via the synergistic biomineralization of a variety of mineralizing bacteria, which reduces the mineralization time and improves the homogeneity of the film. The film is composed of extracellular polymeric substances and the multilayer calcite, exhibiting a stable and lasting anticorrosion activity. Lastly, we construct the bacterial mutants through genetic engineering, resulting to a dominant growth of mineralized bacteria in a multi-bacteria environment. Therefore, this study overcomes the instability of biofilm protection on corrosion and introduces a new perspective and an option for anti-corrosion control in marine environments.
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Pseudoalteromonas lipolytica accelerated corrosion of low alloy steel by the endogenous electron mediator pyomelanin
解脂假交替单胞菌通过内源电子介体脓黑素加速低合金钢的腐蚀
DOI:10.1016/j.corsci.2019.108215
发表时间:2020-01-01
期刊:CORROSION SCIENCE
影响因子:8.3
作者:Liu, Tao;Pan, Shuai;Guo, Na
通讯作者:Guo, Na
DOI:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.09.006
发表时间:2022
期刊:表面技术
影响因子:--
作者:孙振美;刘涛;郭娜;郭章伟
通讯作者:郭章伟
Marine bacteria inhibit corrosion of steel via synergistic biomineralization
海洋细菌通过协同生物矿化抑制钢铁腐蚀
DOI:10.1016/j.jmst.2020.03.089
发表时间:2021-03-10
期刊:JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE & TECHNOLOGY
影响因子:10.9
作者:Guo, Na;Wang, Yanan;Liu, Tao
通讯作者:Liu, Tao
DOI:10.1016/j.memsci.2022.121261
发表时间:2023
期刊:Journal of Membrane Science
影响因子:--
作者:Sikai Tang;Shibin Sun;Tao Liu;Mingyu Li;Yingchang Jiang;Dongsheng Wang;Na Guo;Zhangwei Guo;Xueting Chang
通讯作者:Xueting Chang
DOI:10.1016/j.corsci.2021.109687
发表时间:2021-09
期刊:Corrosion Science
影响因子:8.3
作者:Zhangwei Guo;Xinrui Hui;Qianyu Zhao;Na Guo;Y. Yin;Tao Liu
通讯作者:Zhangwei Guo;Xinrui Hui;Qianyu Zhao;Na Guo;Y. Yin;Tao Liu
北极航线极端环境下镍铬钼系高强钢腐蚀机理与耦合防腐效应研究
  • 批准号:
    24ZR1427800
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    刘涛
  • 依托单位:
多模态实景数据驱动的船舶航行环境感知及应用
  • 批准号:
    52071201
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    刘涛
  • 依托单位:
海洋微生物协同诱导“矿化膜”的自组装及防腐机理
  • 批准号:
    19ZR1422100
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    刘涛
  • 依托单位:
含银纳米储存器防污剂制备及抗海洋微生物附着机理研究
  • 批准号:
    51003056
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    刘涛
  • 依托单位:
国内基金
海外基金