1、自驅(qū)動微納米馬達是一類人工合成的智能仿生材料，它能夠?qū)⒅車h(huán)境的能量轉(zhuǎn)化為自身的自主運動，在生物醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測、生化分析等領域有著很大的應用潛力。在眾多類型的微納米馬達中，基于物質(zhì)梯度的自驅(qū)動微納米馬達運動機理相對明確，能以類似于菌落的方式動態(tài)自組裝，同時具有大小和形狀均一可控的優(yōu)點，因而是一種研究自組裝行為的良好模型。微納米馬達的運動與自組裝的研究不僅有助于理解自然界中生物的群體行為，也在低維材料自下而上的合成方面具有一定的現(xiàn)實意義。

2、
　　近十年間涌現(xiàn)出多種依靠物質(zhì)梯度驅(qū)動的為納米馬達，其中雙金屬棒催化微馬達研究時間最長，受到了很大的關注。但是其運動過程是一個復雜的動態(tài)過程，涉及多個物理場的耦合。為了更好地研究馬達與其他結(jié)構(gòu)以及馬達之間的相互作用，本文基于自電泳機理，通過使用有限元模擬軟件COMSOL，建立了二維軸對稱和三維的雙金屬棒馬達模型，研究了馬達幾何尺寸對其運動速度的影響；模擬研究了馬達在微通道到內(nèi)的加速現(xiàn)象及加速效果與馬達尺寸、微通道尺寸和馬達表面反

3、應速率之間的關系，發(fā)現(xiàn)馬達周圍的電場壓縮效應對其加速有重要影響。此外還研究了兩個馬達之間以及馬達與惰性示蹤球之間的相互作用力與距離的關系。模擬結(jié)果與實驗中觀察到的現(xiàn)象的對比，初步驗證了模型的合理性。
　　群體行為研究需要新型的、動力學更為豐富的馬達種類。受自電泳模型的啟發(fā)，本文建立了基于自擴散泳的Janus球形（即兩個半球性質(zhì)不同）馬達模型，并根據(jù)模型的設計制備了聚甲基丙烯酸甲酯-銀（PMMA-Ag）和聚甲基丙烯酸甲酯-氯化銀（P

4、MMA-AgCl）兩種基于自擴散泳驅(qū)動的Janus微米球。在實驗中發(fā)現(xiàn)了PMMA-Ag Janus馬達在過氧化氫和氯化鉀中能夠進行間歇性運動，并研究了體系參數(shù)對其運動周期規(guī)律的影響，結(jié)合模擬提出了其周期性運動來自于體系內(nèi)周期性化學震蕩引起的自擴散泳效應。此外，實現(xiàn)了PMMA-AgCl Janus小球在去離子水和紫外光體系中同樣基于自擴散泳的驅(qū)動，研究了不同硝酸鉀濃度下其運動速度和均方位移隨時間的變化。
　　通過本文的研究，在一定程