1204班姚蔼容校友推荐江南大学科技节盛况

2015年科技节参展作品成果展

• “柠檬酸-沼气”双发酵耦联工艺

柠檬酸是一种重要的有机酸，在食品、饮料、化工等领域中被广泛应用。在传统的柠檬酸发酵过程中，每生产1吨柠檬酸会产生50-60吨有机废水。该废水具有高COD浓度(15000-20000 mg/L)和低pH值(4.5-4.8)等特点，随着国家废水排放标准的日益严格，如何有效地处理柠檬酸发酵所产生的高浓度有机废水，是制约当前柠檬酸行业健康发展的瓶颈。为此，提出并建立了“柠檬酸-沼气双发酵耦联工艺”：木薯和玉米淀粉作为发酵原料生产柠檬酸，而不能被黑曲霉利用的纤维素、果胶等物质及黑曲霉本身的代谢产物则通过厌氧消化过程转化为沼气，所得沼气可以通过热电联产技术产生电和热，厌氧出水则经过进一步处理后回用到下一批次的柠檬酸发酵过程中。从而实现废水的零排放并减少水资源的消耗。

• 黑曲霉——工业化菌株的代谢改造之路

黑曲霉是重要的工业生产菌，作为生物反应器广泛应用于酶、抗生素、有机酸等物质的生产。同时，黑曲霉是食品安全级菌株，具有广阔的应用前景。传统的对黑曲霉的改造方法是诱变和筛选，我们利用最新的等离子诱变技术（ARTP）和微生物筛选系统进行高通量筛选获得了优良性状的转化子。同时利用基因组和转录组测序，对黑曲霉基因组表达谱进行挖掘，通过完善黑曲霉的代谢网络模型阐述了黑曲霉高产柠檬酸机制和高效分泌蛋白的机制。进一步通过解析蛋白结构进行糖化酶的分子改造，最终利用基因工程技术调整黑曲霉代谢通路实现了目的产物的积累。

• 利用回收的离子液体预处理的玉米秸秆水解液发酵产丁醇

丁醇是一种重要的平台化合物，能够发生酯化、取代、消去、氧化、还原等反应，可以用来生产丙烯酸丁酯，醋酸丁酯等溶剂，也可用来生产邻苯二甲酸二丁酯，脂肪族二元酸二丁酯等增塑剂，还可以生产聚丁二烯橡胶，丁醛等化合物,具有很高的经济价值。更为重要的一点是，丁醇作为一种可再生资源，其热值和辛烷值都接近汽油，在代替汽油方面，丁醇要比乙醇表现出明显优势。而且可以使用发酵法利用廉价易得的木质纤维素生物质为原料生产丁醇,具有很高的战略价值。为了使这一科技成果应用于实践，今年参加了省级实践团队“绿色丝路”实践团队，深入遂宁当地，为遂宁秸秆综合利用献计献策。其中，在秸秆的能源化利用方面，可以使用遂宁当地大量的玉米秸秆为原料发酵丁醇，充分利用了大自然中丰富的木质纤维素生物质，符合可持续发展的要求；以绿色溶剂——离子液体处理玉米秸秆，环境友好；产生的丁醇具有很高的经济和战略价值。

• 稀土夜光纤维、纱线、织物及相关产品

新型的夜光材料是由江南大学差别化纤维研究室研发，项目获得了863国家高技术研究发展计划及国家自然科学基金立项支持。纤维利用稀土夜光材料制成的、是我国具有自主知识产权的新型功能纤维。利用稀土发光材料制造稀土夜光纤维具有许多优点：吸收能量的能力强，转化效率高；可发射从紫外光到红外光的光谱，特别是在可见光区有很强的发射能力；荧光寿命从纳秒到毫秒，跨越 6个数量级；物理化学性能稳定，能承受大功率的电子束、高能射线和强紫外光子的作用。该纤维产品具有新颖性、特殊的性能及广泛的应用，投放市场后，受到用户好评。用该纤维制造的织物可广泛应用于航空航海、国防工业、建筑装潢、交通运输、夜间作业、日常生活及娱乐服装等领域。

• 互动影像墙

制作特色剪影，投影到墙上，人物可以根据喜欢变化动作和造型。特色剪影与人影合二为一，拍摄成为特色照片。

• 农村留守家庭中“逆向监护”现象的现状调查与研究——以安徽省淮南市孔店乡为例

“逆向监护”现象是指是指在农村留守家庭中由于监护人年老、疾病、残疾等其他原因，留守儿童需要经常性或临时性地对其监护人进行照顾的现象。

本作品通过社会学田野调查法，深入存在“逆向监护”现象的家庭了解该现象的现状，在揭示问题的同时也指出社会各界的积极应对并在调查的基础上周密的分析“逆向监护”产生的原因如社会发展过快相关工作滞后、基层政府阶段性“空巢”等，作品也对相关对策进行讨论总结。

• 新型城镇化背景下农村水生态文明建设——以四川省遂宁市水治理为例

课题以全国水生态文明建设试点城市四川省遂宁市为调研对象，采用问卷法、观察法、访谈法等对当地农村水生态文明建设进行深入调研，发现遂宁市综合考虑水的自然规律、新型城镇化的推进格局和农村居民的现实诉求，通过组织、资金、科技等多方保障，有序进行水安全供给保障、水资源合理配置、水环境改善修复等三大体系建设，在农民生活健康安全、农业生产发展和农村生态环境等方面取得了显著成效。在此基础上，借助生态现代化、协同治理等理论视角，以“精神—制度—机制”纵向互通和“政府—社会—市场”横向互动两个维度为分析框架，揭示出了遂宁市科学发展思维下的水生态文明意识、协同合作行动下的水生态共治体系和正和博弈导向下的水生态治理制度共同发力的作用机制，并进一步总结归纳出在人水和谐理念统领下，以实践论原则、系统论原则、协同性原则、整体性原则和实操性原则为指导的农村水生态文明建设的“遂宁经验”。

• 定向识别水相分离食药级藻蓝蛋白

藻蓝蛋白是一种仅存在于螺旋藻等蓝藻中的水溶性天然蓝色蛋白质。在欧美、日本等发达国家，藻蓝蛋白已被广泛用作食品和化妆品的高级天然色素。近年来的研究表明，藻蓝蛋白还具有抗癌、促进血细胞再生等功效。本作品以双水相萃取纯化蛋白质的应用基础理论研究为主线。以分离纯化藻蓝蛋白为目标，采用光谱学和蛋白质-配体对接模型来研究聚合物与藻蓝蛋白分子间的识别机制，对聚合物分子结构进行设计和实验验证，构建对藻蓝蛋白具有定向识别功能的聚合物双水相，并通过操纵环境因子实现藻蓝蛋白蛋白的特异富集和主动释放。获得成果正在赐百年生物工程公司进行工业化转换，并将建成国内首条年产十吨食品级藻蓝蛋白的生产工厂，满足食品、药物等领域的广泛需要。

• 大分子组装纳米生物医用功能涂层材料的制备及其应用

有效改善医用金属的生物相容性和生物可降解性是其获得临床应用的关键，目前最好的途径是对其进行表面涂层处理，但传统涂层制备耗时，与金属结合强度欠佳。本作品以γ-聚谷氨酸（γ-PGA）为基本单元，通过羧基与氨基的反应，接枝7-氨基-4-甲基香豆素（AMC），得到光敏性双亲大分子γ-PGA-g-AMC；以光敏性双亲大分子γ-PGA-g-AMC为基元创新性通过大分子自组装与已成熟工业化的电沉积技术在医用金属表面快速制备了结构致密的生物涂层，克服传统方法的不足，有效改善了其生物相容性和生物可降解性，并且可通过集成生物功能因子，赋予涂层多功能和高附加值，在医用植入材料领域具有广泛的应用前景。

• 分子识别仿生智能水质传感器

针对实时监测水质中有害物质及传统检测手段的缺点，开发制作一种经济便携、绿色环保、操作简单、灵敏度高的集成智能JNHG型检测笔。通过聚合物自组装胶束化、分子识别、物联传感及智能封装技术，在柔性电极表面经电沉积制备分子识别智能涂层，建立分子识别传感器件制备新方法。能够识别饮用水或湖水中有害物质并产生响应。产品具有成本低，选择性好，灵敏度高，抗干扰性强，能耗低，绿色环保，普适性强，适用范围广等优势。

• 鲸舞

“鲸舞”是一个不同于传统形式的歌剧院。我们以鲸鱼作为仿生对象，模拟鲸鱼脊背及胸腔构造，利用内外压平衡理念，以平行双拱作为内撑，模拟腔体内压，与建筑外部的风载等外压相抗衡，保证其稳定性。其次，“鲸舞”拥有层式曲面梁作为环绕看台，将建筑结构与歌剧院这一功能充分结合，打破传统结构与建筑独立的骨架式建筑，并充分利用空间，形成良好视角。并且，由于凸曲面为声的发散面，声场均匀，因此我们采用凸曲面外围及顶面作为“鲸舞”的外表面。

• 翼——新型展览馆大空间新型悬臂结构

作品主体是由三榀锁拱相互结合形成的整体，每榀索拱由桁架拱、拉索、腹杆、斜撑杆和斜立柱构成，其中斜立柱和斜撑杆形成了三角形构架，可有效承受由拱传来的推力。柔性索和刚性拱可以实现了张拉体系的内力自平衡，而将这种索拱杂交结构组合应用到建筑中来，正是结构的创新点之一。

另外，作品是模仿蜻蜓翅膀的轻质空间伸臂结构，这是一种骨架和膜共同工作的新型仿生结构。其中，主要的受力构件是翅脉,相当对于结构中的梁单元;翅膜是次要的受力构件,相当于结构中的薄壳单元。

蜻蜓翅膀主脉区域的应力明显比其他区域要大，而四边形网格更刚更硬,所以匹配主脉应用,起到传递荷载、承受荷载的作用;六边形网格相对柔软,匹配细脉应用。因为相同材料下,六边形所围的面积更大,这样在相同数量材料的条件下,可以使翅膀结构面积、跨度更大,结构也更轻。因此，四边形网格和六边形网格的组合应用可以实现结构刚度和材料利用的最优组合。

蜻蜓的仿生结构是又一创新点，它最突出的特点就是在轻质的基础上又实现了大跨度的悬挑，因此是一种性能优越、高度优化的受力结构。

• 电磁循迹智能小车

电磁循迹智能小车是由江南大学物联网工程学院智能小车俱乐部同学自主设计完成，在第十届全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛中获得华东赛区一等奖。

本系统以XS128单片机为核心器件，实现对驱动电路的控制，使电动小车自动行驶。利用电磁原理，在车模前上方水平方向固定三对相距为L的电感，通过比较电感中产生的感应电动势大小即可判断小车相对于导线的位置，进而做出调整，引导小车大致循线行驶。用PWM技术控制小车的直流电动机转动，完成小车位置、速度、时间等的控制。

• 四旋翼飞行器

本飞行器基于法国的一个开源四轴项目，由全球飞行器爱好者共同开发，在Github上托管，我们在此项目上定制了电路板，加入了气压计进行气压定高，改进了控制算法，调节PID控制参数，在此基础上又加入了超声波定高功能，同样利用经典的PID控制算法进行定高，之后又加入GPS来实现定点使其不发生平移，为了实现自主飞行，利用一块单片机与飞行控制系统进行信息交换和飞行控制，利用蓝牙进行一键起飞，一键降落，同时又用它开启定高定点功能。本机加入云台支架即可进行航拍，图传。四轴虽好玩，但玩起来危险性极高甚至威胁到生命危险，希望爱好者在玩的同时要小心行事。

• 影响中国生猪养殖户病死猪处理行为的主要因素研究

目前病死猪已成为我国食品安全领域亟需治理的十分重大的现实问题。因此，必须按照习近平总书记提出的“加强源头治理，前端处理，及时清除公共安全隐患”的指示，抓住食品安全风险的关键环节，采取政策管控与市场引导相结合的方法，督促生猪养殖户对病死猪进行无害化处理，实施着力于源头环节治理的、科学合理的防控政策，坚决杜绝病死猪流入市场，切实保障食品与生态安全。本研究主要采用决策实验法和网络层次分析法相结合的混合多准则实验法研究影响中国生猪养殖户病死猪处理行为的关键因素，分析因素之间的相互影响关系。得出生产经营特征是最具影响力的维度。

• 公众对食品添加剂安全感知文献综述

近年来,中国食品安全事件的频繁爆发,食品添加剂的滥用等引起了社会各界的关注，消费者对食品安全及与食品安全影响因素越来越谨慎,其中最具争议的是食品添加剂。2001年,一项研究评估了消费者对食品添加剂知识和看法。研究表明,由于对添加剂缺乏准确的了解，大多数消费者认为食品添加剂具有潜在危险,不愿购买含有添加剂的加工食品。寻求有效的方法来减轻由于滥用食品添加剂导致的食品恐慌成为中国政府当前工作的关键。本文基于自2001年以来发表的相关文献,介绍了公众对食品添加剂认知的影响因素。研究表明，消费者的个人特征、消费者的添加剂知识、消费者对食品添加剂的信念和态度、公共信息以及政府政策都将影响公众对食品添加剂的感知。

• 无碳小车

此无碳小车是在大学生工程能力综合训练竞赛的要求下制作的。重物下落通过定滑轮带动驱动轴转动，驱动轴通过一对齿轮传动带动后轮轴转动从而驱动后轮转动。小车的转向机构采用空间四杆机构，减小了摩擦阻力，使小车的能耗降低。传动部分采用齿轮传动。采用定滑轮机构，使用三根支撑杆支撑整个下降空间，下降空间严格按照砝码的尺寸设计使砝码降落时平稳。从而减小砝码下降过程中的晃动，保证小车在较远行程前提下能顺利克服初始静摩擦后并能稳定启动和运行。通过严格的传动关系实现8字型轨迹。

• 关节腔注射用塞来昔布自组装缓释原位凝胶的制备及性能评价

关节炎是全球最常见的慢性疾病，全世界约有3.5亿关节炎患者，其中在我国占了很大一部分比例，60岁以上人口的发病率高达80%。因此对于预防与治疗关节炎类疾病的药物需求将越来越大。CLX/HP纳米凝胶新剂型的研制不但能够使我国近500万的关节炎患者受益，获得近十亿的经济效益，而且还可以实现我国在改领域的跨越式发展，填补国际空白，具有较好的实用价值和社会经济效益。本项目以透明质酸（HA）和普洛沙姆（Poloxamer）作为主要材料，开发了一种新型安全有效的塞来昔布（CLX）缓释温敏原位凝胶。

• 利用黄姜全生物法制备重要甾体药物中间体三羟基雄甾烯酮

甾体药物具有很强的抗感染、抗过敏、抗病毒和抗休克等药理作用。近年来, 甾体药物在医疗领域的应用范围不断扩大, 被广泛用于治疗风湿病、心血管、胶原性病症、淋巴白血病、人体器官移植、抗肿瘤、细菌性脑炎、皮肤病、内分泌失调、老年性疾病等。此外, 甾体激素也被应用于促进家畜繁殖生长及植物生长。甾体激素药物是仅次于抗生素的第二大类药物。本项目的研究内容主要包括，由薯蓣皂苷元为原料合成DHEA（去氢表雄酮）步骤和转化DHEA（去氢表雄酮）得到三羟基雄甾烯酮步骤。

• 基于矩形环共振腔与入射波导接桥的表面等离子体滤波器

基于矩形环共振腔与入射波导接桥的表面等离子体滤波器， 主要简化了现有表面等离子体滤波器通过改变结构参数调谐振频率的手段， 以此达到简化这类滤波器制作工艺的目的。该基于矩形环共振腔与入射波导接桥的表面等离子体滤波器包括设置在介质层两侧的金属层，介质层一侧的金属层内设置单个矩形环共振腔，共振腔与入射波导之间接一波导桥，波导桥设置在共振腔的对称轴上。该结构具有极强的光束缚效应， 能突破衍射极限的限制， 在纳米尺度对光进行传输；与电子器件和传统光子器件进行有效匹配连接， 只需通过改变波导桥长，就能够有效的滤掉不同波长的光波。 该滤波器制作工艺简单， 在光通讯、光集成、光信息处理等方面具有较高应用价值。

• 嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略

嫦娥三号于2013年12月2日1时30分成功发射，12月 6日抵达月球轨道。嫦娥三号在着陆准备轨道上的运行质量为 2.4t，其安装在下部的主减速发动机能够产生1500N 到 7500N 的可调节推力，其比冲为 2940m/s，可以满足调整速度的控制要求。在四周安装有姿态调整发动机，在给定主减速发动机的推力方向后，能够自动通过多个发动机的脉冲组合实现各种姿态的调整控制。嫦娥三号的预定着陆点为 19.51W， 44.12N，海拔为-2641m。嫦娥三号在高速飞行的情况下，要保证准确地在月球预定区域内实现软着陆，关键问题是着陆轨道与控制策略的设计。其着陆轨道设计的基本要求：着陆准备轨道为近月点 15km，远月 点 100km 的椭圆形轨道；着陆轨道为从近月点至着陆点，其软着陆过程共分为 6 个阶段，要求满足每个阶段在关键点所处的状态；尽量减少软着陆过程的燃料消耗。

• 复合环糊精的清洁高效制备

• 麦芽低聚糖生成酶的异源分泌表达及其理化性质研究

麦芽低聚糖生成酶（MFA酶）是工业化生产麦芽低聚糖所必需的酶，目前被美国、日本等发达国家所垄断。本作品挖掘了两种更具应用价值的MFA酶基因，建立了它们的枯草芽孢杆菌胞外表达系统并对发酵产酶条件进行了优化，表达量高，安全性好，突破了该酶在大肠杆菌胞内表达的局限，为工业化生产MFA酶提供理论依据；对纯化酶理化性质的分析证明了该两种酶具有较好的性能，适用于工业化生产麦芽低聚糖产品；采用HPAEC-PAD法探究其产物合成规律，为满足市场需要生产系列麦芽低聚糖产品提供了重要保障，有利于打破国外垄断，促进国内麦芽低聚糖产业的快速发展。

• 新日“米酷”电动车

该款智能电动车为可骑行滑板电动车，由江南大学设计学院学生团队主创设计、新日电动车研发生产。产品融合可折叠鞍座、可升降车把、LED束装饰灯、太阳能尾灯、蓝牙立体MINI音响、平衡踏板等个性化创新设计，并取得多项国家设计专利。该车的最大亮点为，成功设计研发出了手机智控系统，可实现手机操作米酷的锁车、解锁、参数设置、车辆定位、故障检测、服务救援等，并创新性地将车辆剩余电量转化为可行驶里程，直观显示在手机上，实现智能操控与智能终端的对接。