研究目標(biāo)：研究海洋環(huán)境中典型海洋工程金屬材料表面微生物群落主要組成，揭示不同時(shí)間尺度下典型鋼鐵材料在天然海水中的腐蝕速度、表面腐蝕產(chǎn)物特征及其變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)開(kāi)展典型腐蝕微生物及其代謝的生物化學(xué)和化學(xué)物質(zhì)對(duì)材料腐蝕過(guò)程中電化學(xué)反應(yīng)的作用機(jī)理,材料表面性質(zhì)等對(duì)腐蝕過(guò)程電化學(xué)反應(yīng)的影響機(jī)理，以及微尺度下局部腐蝕電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程等方面的研究，從分子水平揭示典型腐蝕微生物在材料表面的腐蝕作用過(guò)程,豐富和完善海洋腐蝕理論，為新型耐蝕海洋材料和防護(hù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

       研究?jī)?nèi)容：
       （1）利用分子生物學(xué)的環(huán)境微生物基因組測(cè)序和生物群落功能分析手段研究海水和沉積物環(huán)境鋼鐵銹層表面微生物群落主要組成，用厭氧微生物培養(yǎng)技術(shù)富集培養(yǎng)可能的硫酸鹽還原細(xì)菌等腐蝕微生物；通過(guò)海水掛片和實(shí)驗(yàn)分析，研究腐蝕生物膜群落在鋼鐵材料表面的形成發(fā)展，篩選典型腐蝕微生物；揭示不同時(shí)間尺度下典型金屬材料在天然海水中的腐蝕速度及表面腐蝕產(chǎn)物特征及其變化規(guī)律；
       （2）研究海洋天然生物膜及典型硫酸鹽還原細(xì)菌等腐蝕微生物作用下海洋典型工程金屬材料的微生物腐蝕行為，采用微生物生態(tài)、生物和腐蝕電化學(xué)及表面微觀形貌分析測(cè)量等手段，研究典型海洋用鋼材料的微生物腐蝕特征和腐蝕行為，研究微生物與材料間電子傳遞過(guò)程，從材料組織、結(jié)構(gòu)和腐蝕微生物作用機(jī)制的角度揭示材料加速腐蝕破壞的機(jī)理，闡明工程材料海洋腐蝕過(guò)程中微生物腐蝕的關(guān)鍵作用過(guò)程和破壞作用機(jī)理；
       （3）研究海洋環(huán)境多種腐蝕微生物（硫代謝菌、鐵代謝菌等）共同作用下材料表面腐蝕電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。結(jié)合微觀表征技術(shù)（掃描電鏡、原子力顯微鏡等）和微區(qū)電化學(xué)測(cè)試技術(shù)（如微陣列電極，掃描電化學(xué)顯微鏡等），研究微生物所致材料表面腐蝕的局部電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，探討多菌種對(duì)局部電化學(xué)反應(yīng)影響的協(xié)同效應(yīng)。結(jié)合相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)，揭示微生物及其代謝產(chǎn)物分子對(duì)材料腐蝕局部電化學(xué)反應(yīng)的作用機(jī)理。進(jìn)而通過(guò)模擬計(jì)算及微觀檢測(cè)手段，從分子水平研究代謝產(chǎn)物分子對(duì)腐蝕電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的影響機(jī)制，建立微生物所致材料局部腐蝕的腐蝕作用模型；
       （4）制備具有不同潤(rùn)濕性、荷電性表面（如疏水、正電等單一特征表面），通過(guò)分子模擬計(jì)算和微觀檢測(cè)手段，研究表面潤(rùn)濕及荷電特性與材料表面分子間作用的相關(guān)性，探究代謝產(chǎn)物分子與具有不同特性表面的分子間作用機(jī)理，揭示表面特性對(duì)材料電化學(xué)反應(yīng)的影響機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，制備具有不同潤(rùn)濕性能和電荷特性的復(fù)合表面（如正電/疏水、正電/親水、負(fù)電/疏水等復(fù)合特征表面），研究潤(rùn)濕特性和電荷特性對(duì)腐蝕微生物典型代謝產(chǎn)物分子與材料表面分子間作用協(xié)同效應(yīng)，揭示兩種表面特性對(duì)典型材料表面電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的協(xié)同作用機(jī)制。
 
       承擔(dān)單位：中國(guó)科學(xué)院海洋研究所、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
       課題負(fù)責(zé)人：段繼周
       參加人員：侯保榮、張盾、劉福春、王鵬、史洪微