金属材料的微生物腐蚀是当前材料领域亟需解决的难题之一，每年由微生物腐蚀造成的经济损失高达5000亿美元。微生物腐蚀是化学、材料、生物等多学科交叉的研究方向，研究难度大，因此尽管对于微生物腐蚀的研究最早可以追溯到十九世纪末，但其机理仍不明晰。徐大可课题组从生物能量学和生物电化学角度出发，提出了“生物阴极催化还原”这一新的微生物腐蚀理论，即微生物首先从其附着的金属表面获得电子，再借助细胞外电子传递方式将获得的电子跨膜传递进入微生物体内，进而引发一系列生物电化学反应，形成“生物阴极”而导致微生物腐蚀的发生。该理论突破了人们关于微生物作用机理的传统认知，阐明了“微生物为什么要腐蚀金属”和“微生物怎么腐蚀金属”这两大核心科学问题，推动了微生物腐蚀研究进程，实现了机理指导的微生物腐蚀检测，为设计耐微生物腐蚀材料奠定了理论基础。
