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微生物腐蚀研究的“源”与“魅”
2015-10-01 00:00:00 作者:班英飞 来源:《腐蚀防护之友》
  文| 张盾 中国科学院海洋研究所
 
        浩淼无限的海洋孕育了地球生命的勃勃生机,她孕育出了千姿百态的海洋生物,也孕育了人类的文明。海洋是无数种微生物的家园,海洋微生物的生物量占海洋生物总量的90%。海洋中的微生物提供地球近一半的初级生产力,影响气候的变化,参与物质和能量循环,为人类提供了重要的资源,也维系着海洋中的所有生命。然而,部分微生物会加速海洋工程材料的腐蚀过程,对海洋工程安全服役造成隐患。
 
  根据现有的资料报道,最早的微生物腐蚀研究报道可追溯到十九世纪中叶。之后,研究者逐渐开始注意到微生物腐蚀对材料的作用,也确认了硫酸盐还原菌在微生物腐蚀作用中所扮演的角色。如果按照历史时代来划分,这个时期可以算作微生物腐蚀研究的“古代”。 很多里程碑式的研究报告出现在二十世纪二十年代之后,由此也进入微生物腐蚀研究的“近代”。1931 年,科学家发现了加速微生物腐蚀过程的氢化酶, 基于这个结果,CAH von Wolzogen K?hr 和LS Van der Vlugt 两位科学家于1934 年首次提出了针对硫酸盐还原菌腐蚀的经典的阴极去极化理论。随后,微生物腐蚀研究进入了关于阴极去极化理论的争论阶段,先后有研究者提出了硫化氢去极化、硫化亚铁去极化,以及近年来的活性菌直接获取电子等理论,然而有关硫酸盐还原菌所致腐蚀的机理至今也没有定论。二十世纪八十年代后,微生物腐蚀研究报道数量剧增,自此进入微生物腐蚀研究的“摩登时代”。在此期间,研究人员将研究目标由单一的硫酸盐还原菌扩展至铁还原菌、假单胞菌等细菌,且微生物学、冶金学、材料学、化学等学科的研究人员也加强了在该领域研究的合作与交流, 凸显了其多学科交叉的特征。尤其是在二十世纪九十年代之后,研究者不仅将大量的精密测试手段应用于微生物腐蚀研究中来,研究也更加注重微生物腐蚀过程中局部、微观、实时信息的获取,极大促进了微生物腐蚀研究的进步与发展。笔者认为,未来微生物腐蚀的研究将进入“分子时代”。微生物是一种“智能”的腐蚀源,它的代谢与腐蚀机制会随环境条件等变化而发生改变。因此,有必要借助于分子生物学等研究手段, 剖析微生物代谢活动的分子机制,从而以微观的视角解读微生物对材料的腐蚀作用。
 
  目前,人类对于微生物腐蚀的认识还只是冰山一角,对这些微小的生命充满了无数的未知。然而正因如此,激发了我们对于微生物腐蚀研究的热情,以及对神秘领域探索的好奇,这也正是微生物腐蚀研究的魅力所在。最后,总结成一句话:微生物腐蚀研究之路漫漫,愿更多的同行与我们同行!

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