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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidate the dynamics and influencing factors of bio-corrosion then establish diagnostic criteria and countermeasure principles for bio-corrosion

Research Project

Project/Area Number 20H02460
Research InstitutionAkita University

Principal Investigator

宮野 泰征  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (60466589)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 尾花 望  筑波大学, 医学医療系, 助教 (00722688)
宮永 一彦  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (40323810)
若井 暁  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 副主任研究員 (50545225)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords微生物腐食 / ステンレス鋼 / 溶接部 / バイオフィルム / 次世代シーケンス / 定量PCR / 電位 / 腐食形態
Outline of Annual Research Achievements

ステンレス鋼の合金組成、溶接金属組織などの金属学的因子をパラメータに設定し、腐食を誘導する生物要因を、可視化、遺伝子解析、腐食解析で明らかにする研究を展開した。金属学的因子としては、微生物腐食事例が豊富なオーステナイト系ステンレス鋼の溶接部の他に、クロムなどの合金濃度を検討対象とした。熱処理、溶接による組織制御を実施し、析出/鋭敏化(MnSやCr23C6など)、α/γ分率、結晶粒径、酸化スケールなどを金属学的因子パラメータに有する試料を作製した。Cr, Ni, Mn, S, P, Cuなどの元素については、微生物付着/電位貴化の誘導/忌避性との相関が指摘されている点に注力し、評価のための鋼種、金属、溶接剤を適宜準備し、実験を開始した。上記検討事項を反映したフィールド試験を展開し、微生物腐食を誘導する微生物要因の解析を以下のように行った。
<可視化>コロニーの形成位置、分布、形状と金属学的因子との相関(主に付着量)を調査した。腐食の発生位置/形態について系統的に調査を行った。
<遺伝子解析>試料表面から、拭き取りまたは超音波洗浄により解析の対象とする微生物群を回収し、個体数は定量PCR、種の同定は次世代シーケンス(メタゲノム解析)を活用し、培養操作を介せずに、迅速に解析する手法を確立した。腐食に関与する微生物機能/作用物質についてもトランスクリプトーム解析により調査を開始した。
<腐食解析> 試験中の自然電位変動を自動計測装置により評価した。バイオフィルムのICP分析、腐食生成物、表面のX線/蛍光エックス線による評価を行っ
た。FE-SEM/EDXによる腐食形態/組織の解析、レーザー顕微鏡による腐食損傷の定量を実施した。
<連成解析>電位/腐食と微生物叢構成/微生物機能の相関を検討した。バイオフィルム、腐食生成物と微生物機能評価により推定される作用物質との関連性を評価した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナの感染拡大により、フィールド実験を実施するための移動や施設入構が当初予定のように実施できず、計画の再調整、予定変更を繰り返す状況が続
いたため。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナの感染拡大により研究進捗が滞っていたフィールド試験の方も一通りの終了までの行程を完結した。
フィールド試験の知見を基にしたラボ試験への移行についても着手の段取りがつき、研究の進捗を見定められる展望が開けてきた。

  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 淡水系の微生物腐食リスク環境における銅の腐食挙動と微生物への作用2021

    • Author(s)
      宮野 泰征、若井 暁、宮永 一彦、砂場 敏行、水上 裕貴、江野 七海
    • Journal Title

      銅と銅合金

      Volume: 60 Pages: 150-156

    • DOI

      10.34562/jic.60.1_150

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ステンレス鋼溶接金属中のCu濃度と微生物挙動の相互作用2022

    • Author(s)
      宮野泰征、小代田宗一、門井浩太、川畑竣大、井上裕滋
    • Organizer
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第183 回春季講演大会
  • [Presentation] 工業用水環境における金属材料の微生物腐食事例と浸漬試験2022

    • Author(s)
      砂場敏行、宮野泰征、若井暁、宮永一彦、江野七海、水上裕貴
    • Organizer
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第183 回春季講演大会
  • [Presentation] 淡水環境での腐食生成物中の微生物群集構造の遷移2022

    • Author(s)
      若井暁、砂場敏行、江野七海、水上裕貴、宮永一彦、宮野泰征
    • Organizer
      一般社団法人日本鉄鋼協会 第183 回春季講演大会
  • [Presentation] 微生物腐食誘導環境における SUS304鋼の腐食感受性評価2021

    • Author(s)
      宮野泰征、 内田政輝、高橋裕大、姚 程巍 、鴇田 駿、 伊藤菜々子、尾花 望、宮川 大、野村暢彦
    • Organizer
      材料と環境 2021
  • [Presentation] 工業用水環境における金属材料の微生物腐食事例と実環境浸漬試験2021

    • Author(s)
      江野七海、宮野泰征 、若井 暁 、宮永一彦、鹿嶋賀実、 渡邉光司、小林 将、本間一平、水上裕貴、砂場敏行
    • Organizer
      材料と環境 2021
  • [Presentation] 工業用水環境に浸漬した試験片上の微生物群集構造の解析2021

    • Author(s)
      若井 暁、江野七海 、宮永一彦、宮野泰征、砂場敏行、水上裕貴、鹿嶋賀実、渡邉光司、小林 将、本間一平 、高井 研
    • Organizer
      材料と環境 2021
  • [Presentation] Corrosion and Microbiome of Various Metal Coupons Immersed in a Metal-corrosion Fresh Water Environment2021

    • Author(s)
      Wakai Satoshi, Miyanaga Kazuhiko, Eno Nanami, Mizukami Hirotaka, Sunaba Toshiyuki, Kashima Yoshimi, Watanabe Koji, Kobayashi Tasuku, Miyano Yasuyuki, Takai Ken
    • Organizer
      World Microbe Forum
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Identification of metal-corrosive biofilm related genes in marine bacterium FT012021

    • Author(s)
      Dai Miyagawa, Nozomu Obana, Nanako Ito, Tomohiro Inaba, Yasuyuki Miyano, Nobuhiko Nomura
    • Organizer
      INTERFINISH2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Corrosion and Microbiome analysis for some structural materials exposed in an MIC risk suspected environment2021

    • Author(s)
      Yasuyuki Miyano, Satoshi Wakai, Kazuhiko Miyanaga, Toshiyuki Sunaba, Hirotaka Mizukami, Nanami Eno, Yoshimi Kashima, Koji Watanabe, Tasuku Kobayashi, Ippei Homma
    • Organizer
      INTERFINISH 2020
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 抗菌・抗ウイルス剤の最新動向2021

    • Author(s)
      宮野泰征; 第4章, 4節 (監修:冨岡敏一)
    • Total Pages
      358
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1601-7

URL: 

Published: 2023-12-25  

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