一种基于液态金属的磁控马达、制造方法及其应用

摘要

基于液态金属的磁控马达、制造方法及其应用，主要是在液态金属材料部分表面镀一层镍后，在电解质离子溶液中加铝实现其自驱动运动，通过外加磁场来控制自驱动运动的起止及轨迹；通过在镍层表面聚合高分子材料实现赋予这种可控运动的马达以电化学传感或药物控释功能，或者通过镍层表面喷射金薄层，在金层上修饰功能化基团在外磁场的控制下实现生物活性物质的分离传感检测，也可让磁控马达磁化后吸附并驱动具有特定功能的磁性颗粒，进而实现分离检测传感及药物递送功能；这种磁控小马达的发明，使得液态金属自驱动运动具有很好的可控性，并且在运动基础上加载功能模块，实现物质的输送或分离传感检测，具有广阔的应用前景及价值。

权利要求

1.基于液态金属的磁控马达用于传感检测或药物控释，所述磁控马达包括液态金属(2)以及电镀在液态金属(2)部分表面的镍层(3)，其特征在于：在所述磁控马达的表面镍层上聚合一层高分子薄膜，能够共价结合待测物质，在铝触发其运动后用外磁场牵引磁控马达至特定位置，磁控马达自驱动前进至目标位置，实现待测物质的分离与集中检测；高分子薄膜在低温环境中吸入药物，铝触发其运动后用外磁场牵引磁控马达至特定位置，磁控马达自驱动前进至目标较高温的位置，通过温度变化释放药物；所述高分子薄膜采用能够在磁控马达的镍层表面进行电聚合形成电化学传感或药物控释的材料。

2.根据权利要求1所述的基于液态金属的磁控马达用于传感检测或药物控释，其特征在于：所述能够在磁控马达的镍层表面进行电聚合形成电化学传感的材料为基于苯硼酸及其衍生物在液态金属表面的镍表层电聚合形成糖化学传感器，或聚合聚异丙基丙烯酰胺用于药物控释的高分子材料。

3.根据权利要求1所述的基于液态金属的磁控马达用于传感检测或药物控释，其特征在于：所述液态金属(2)采用在室温条件下具有流动性的液态金属，包括镓或镓铟或镓铟锡合金，通过不同的配比使其在室温下呈液体状态，便于取用，其用量根据需要从10μL～1000μL。

4.根据权利要求1所述的基于液态金属的磁控马达用于传感检测或药物控释，其特征在于：所述部分表面为液态金属(2)表面的1/5～1/2。

5.基于液态金属的磁控马达用于分离检测样品，所述磁控马达包括液态金属(2)以及电镀在液态金属(2)部分表面的镍层(3)，其特征在于：在所述磁控马达的表面镍层上喷溅一层金薄层后再修饰不同功能基团，功能基团与样品溶液中的待测物质结合后，用铝触发磁控马达运动；在外磁场作用下将磁控马达牵引至特定位置，撤去外磁场，磁控马达自驱动运动前进至目标位置，实现待测物质从样品溶液中的分离与集中检测；所述功能基团为在磁控马达上的金薄层上采用表面活性剂、氨基或巯基化合物，或者是修饰了氨基或巯基的DNA探针物质进行表面修饰形成的功能化基团，通过磁控马达的运动进行分离检测蛋白、细胞、抗体、抗原和核酸生物活性物质。

6.根据权利要求5所述的基于液态金属的磁控马达用于分离检测样品，其特征在于：所述液态金属(2)采用在室温条件下具有流动性的液态金属，包括镓或镓铟或镓铟锡合金，通过不同的配比使其在室温下呈液体状态，便于取用，其用量根据需要从10μL～1000μL。

7.根据权利要求5所述的基于液态金属的磁控马达用于分离检测样品，其特征在于：所述部分表面为液态金属(2)表面的1/5～1/2。

8.基于液态金属的磁控马达用于检测分析，所述磁控马达包括液态金属(2)以及电镀在液态金属(2)部分表面的镍层(3)，其特征在于：将所述磁控马达磁化后用于吸附功能化磁性颗粒用于检测分析；所述功能化磁性颗粒采用外包覆一层高分子材料的磁性微球，或表面聚合一层可电化学传感或药物控释的高分子薄膜的磁性微球，或喷射金薄层后修饰不同功能基团的磁性微球；这些磁性微球被磁化后的磁控马达吸附，在磁控马达去磁化后与之分离，通过磁控马达的运动驱动磁性颗粒运动到特定位置，进而实现分离检测传感。

9.根据权利要求8所述的基于液态金属的磁控马达用于检测分析，其特征在于：所述液态金属(2)采用在室温条件下具有流动性的液态金属，包括镓或镓铟或镓铟锡合金，通过不同的配比使其在室温下呈液体状态，便于取用，其用量根据需要从10μL～1000μL。

10.根据权利要求8所述的基于液态金属的磁控马达用于检测分析，其特征在于：所述部分表面为液态金属(2)表面的1/5～1/2。

说明书

一种基于液态金属的磁控马达、制造方法及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及流体机械领域，具体涉及一种基于液态金属的磁控马达、制造方法及其应用。

背景技术

[0002] 微小物体的运动在未来的工业、环境治理以及生物医学应用等领域有着极大的应用前景。现在主要研究的应用主要集中在药物递送、传感检测等方面，如有研究利用微小物体的自驱动运动进行捕获与分离肿瘤细胞，也有研究将微小物体的表面进行化学修饰，标记抗体，进行抗原检测，或者标记含有ATP与α-凝血酶的配体，使其具有选择性装载蛋白，然后运动至靶向位置进行释放。这些微小物体的运动使得其相应的应用不再完全限于空间某一位置，因而更具实际意义。

[0003] 近年来，多种驱动微小物体的运动方式已被广泛研究，如采用电场、磁场、光、超声、温度梯度等方法进行驱动或控制运动。这些运动依靠外界供能，部分能量转化为动能，因而其运动具有很好的可控性，自损耗性相对较小，寿命得以延长。但是，这些微小物体的运动必须在外部能量供应器械存在的情况下才能实现，而这些能量供应器械的存在使得整个运动实现体系所需空间增大。再者，用外部能量供应的方式驱动微小物体的运动，会限制微小物体运动应用范围。如若想应用拓展到生物体上，所引入的电场强度不能过大，否则易诱发不安全因素，但不够强的电场又可能无法驱动微小物体的运动。再如，采用光来触发或实现微小的物体的运动，则需考虑若光无法直射或者沿程衰减的情景，进而也限制其应用范围。综合考虑，采用磁场或者超声等方式为微小物体的运动提供能量，是一种较为稳妥的方法，可得微小物体的运动具有更好的实用性。

[0004] 除了上述靠外部能量供应来实现微小物体的驱动运动外，现在很多研究开始聚焦于微纳尺度下的人工合成马达(也有称之为微型发动机、微型机器、微型运输机等等)，此类马达可以自驱动运动，即不再需要外部的能量供应即可运动。现今研究出的各种自驱动马达，仍有许多方面需要加以改进，才能提升或扩展其应用价值。比如，许多的自驱动运动的可控性不高，多为随机运动，因而运动轨迹定向性不好，使得马达不能按需到达目标位置。此外，微纳尺度下的马达的运动速度虽相对于其自身体长而言足够快，但是，其实际相对于宏观环境而言却很小，多在微米量级。因而，在长距离的运输方面则会有耗时过长或寿命不足等问题。再者，马达的大小在微纳尺度下，则其携载能源物质的能力非常有限，进而其运动寿命很短，多为几秒钟到几分钟，这使得其能完成的使命都是简单而短暂的，而对于复杂度稍高的任务则无用武之地。

[0005] 为解决上述微小物体的运动或自驱动运动所面临的各种问题，一方面考虑将物体尺寸增大，另一方面采用外加磁场进行控制是较为科学的办法。其中，增加物体的尺寸，可以增强其供能原料的携载能力，可以解决其寿命短以及绝对运动速度低等问题。而外磁场不仅可以驱动其运动，还可以采用外磁场控制自驱动运动的轨迹或起止，可以解决自驱动运动的可控性问题，而且磁场可在微小物体自驱动运动耗完能源材料后驱动其继续运动，最终完成任务。

[0006] 因而，若能实现微小物体即可自驱动运动，又可通过外磁场来进行控制或驱动，则将拓展微小物体运动的范围，更具有实际意义。本发明则提出一种可行的磁控基于液态金属的马达的设计方法。并在此基础上设计一系列相关的实际应用，以增强其实际应用价值。此种小型磁控液态金属马达的相关技术从未见于文献和专利。

发明内容

[0007] 为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供基于液态金属的磁控马达、制造方法及其应用，使得马达的驱动运动在不依赖外界能量的供给的前提下，具有高度可控性，且马达的设计与控制简单易行，填补了自体供应能量驱动物体运动可控性的空白，具有极大的自主能动性以及可控性。

[0008] 为达到这些目的，本发明采用的技术方案如下：

[0009] 一种基于液态金属的磁控马达，包括液态金属2，电镀在液态金属2部分表面的镍层3。

[0010] 所述液态金属2采用在室温条件下具有流动性的液态金属或合金材料，包括镓或镓铟或镓铟锡合金，通过不同的配比使其在室温下呈液体状态，便于取用，其用量根据需要从10μL～1000μL。

[0011] 所述部分表面为液态金属2表面的1/5～1/2。

[0012] 上述所述基于液态金属的磁控马达的制造方法，首先，将一定量的液态金属材料在镀镍溶液中用电化学工作站在液态金属2表面部分区域镀上一层镍层3，形成磁控小马达；磁控马达的液态金属在水溶液中与铝反应获得自驱动运动能力；具体方法为：将一定量的液态金属材料置于镀镍溶液中，用电化学工作站在-1.0V(3M KCl Ag/AgCl)将液态金属材料表面镀镍600s至液态金属材料的部分表面覆有一层镍薄层，即形成基于液态金属的磁控小马达；然后将镀好镍的磁控小马达取出，用去离子水清洗后，置于水溶液中，用镊子夹去一小片铝箔与液态金属材料接触至液态金属材料被铝片吸附，然后铝被腐蚀，集中至镍层3附近，镍层3表面产生大量气泡，随即含镍的液态金属开始自驱动运动。这种运动可加上电场，使得运动更为高效快速。此外，这种运动可受外部磁场的控制，从而改变运动轨迹、控制液态金属运动起止位置，且当铝燃料被消耗完后，液态金属还可用磁场引导其继续运动，直至运动到达预期位置。

[0013] 所述镀镍溶液采用10～30g/L氯化镍、300～400g/L氨基磺酸镍、30～40g/L硼酸混合而成，在PH为3～5，温度在30～50℃，-1.0V，Ag/AgCl，3M KCl条件下在液态金属部分表面镀镍300～600s。

[0014] 所述水溶液3采用HCl溶液和NaCl溶液中的一种或两种溶液的混合，或者NaOH溶液、Na2CO3溶液和NaCl溶液中的一种或多种溶液的混合，浓度在0.1mol/L～0.3mol/L范围内。溶液浓度过低会使发生的反应速度不够快，自驱动运动不足，浓度过高则会引起反应过快，铝消耗过快则会缩短其运动寿命。

[0015] 上述所述的基于液态金属的磁控马达用于传感检测或药物控释，在所述磁控小马达的表面镍层上聚合一层高分子薄膜；所述高分子薄膜采用能够在磁控马达的镍层表面进行电聚合形成电化学传感或者药物控释的材料；高分子薄膜在样品溶液中可通过自身基团共价结合待测物质，然后用一小片铝接触磁控小马达液体金属部位，触发磁控小马达运动；在外磁场作用下将磁控小马达牵引至特定位置，撤去外磁场，磁控小马达自驱动运动前进至目标位置，将待测物质从环境溶液中分离出来，集中进行检测；高分子材料也可为热敏性材料，在较低温度的环境溶液中吸入药物后，用一接触磁控小马达液体金属部位，触发磁控小马达运动；在外磁场作用下将磁控小马达牵引至特定位置，撤去外磁场，磁控小马达自驱动运动前进至温度稍高的目标位置，药物在高温刺激下释放，进而达到药物控释目的。

[0016] 所述能够在磁控马达的镍层表面进行电聚合形成电化学传感的材料为基于苯硼酸及其衍生物在液态金属表面的镍表层电聚合形成糖化学传感器，利用苯硼酸与糖分子可逆结合形成共价键，从而识别检测糖类分子以及细胞壁上含糖分子的细胞，如酵母细胞，然后通过液态金属的运动进行分离所检测的物质。或为聚合聚异丙基丙烯酰胺用于药物控释的高分子热敏性材料。

[0017] 上述所述的基于液态金属的磁控马达用于分离检测样品，在所述磁控小马达的表面镍层上喷溅一层金薄层后再修饰不同功能基团，功能基团与样品溶液中的待测物质结合后，用一小片铝接触磁控小马达液体金属部位，触发马达运动；在外磁场作用下将磁控小马达牵引至特定位置，撤去外磁场，磁控小马达自驱动运动前进至目标位置，将待测物质从样品溶液中分离出来，集中进行检测；所述功能基团为在磁控小马达上的金薄层上采用常用的表面活性剂、氨基或巯基化合物，或者是修饰了氨基或巯基的DNA探针物质进行表面修饰形成的功能化基团，通过磁控小马达的运动进行分离检测蛋白、细胞、抗体、抗原和核酸生物活性物质。这些基团可以在金表面形成稳定的化学键，并与相应的酶、抗体蛋白、肿瘤细胞、核酸等物质特异性结合，将所结合的物质通过自驱动运动运送到特定位置进行分离检测。

[0018] 上述所述的基于液态金属的磁控马达用于检测分析，将所述磁控小马达磁化后用于吸附功能化磁性颗粒用于检测分析；所述功能化磁性颗粒采用外包覆一层高分子材料如聚氯乙烯、聚苯胺、聚苯乙烯、或聚乙烯亚胺的磁性微球(如Fe3O4或γ-Fe2O3)，或表面聚合一层可电化学传感或药物控释的高分子薄膜的磁性微球，或喷射金薄层后修饰不同功能基团的磁性微球；这些磁性微球被磁化后的磁控小马达吸附，在磁控小马达去磁化后与之分离，通过磁控小马达的运动驱动磁性颗粒运动到特定位置，进而实现分离检测传感。

[0019] 所述的功能化磁性颗粒主要是在铁或其氧化物(Fe3O4或γ-Fe2O3)颗粒外通过聚合一层高分子材料如聚异丙基丙烯酰胺进行载药定点释放。也可在铁或氧化铁Fe3O4微球(具有一定的导电性能)外通过电聚合反应聚合一层化学传感薄膜，如基于苯硼酸及其衍生物的传感膜，检测相应的糖类分子。还可以在磁性微球外沉积一层金薄膜，通过化学修饰在金表层修饰不同的基团如氨基或巯基基团等，这些基团与酶、抗原、抗体、核酸等生物活性物质特异性结合，进而进行功能化检测。

[0020] 本发明所提出的基于液态金属的磁控小型马达及其制造方法，使得马达的驱动运动在不依赖外界能量的供给的前提下，具有高度可控性，且马达的设计与控制简单易行，填补了自体供应能量驱动物体运动可控性的空白，具有极大的自主能动性以及可控性，更为重要的是选用的材料具有柔性、流动性及适形化特点，且不限于微纳尺度，可在毫米厘米尺度下发挥马达宏观运动能力，扩展了马达的应用范围，具有广阔的应用前景。此外，在磁控小型马达的基础上通过将马达自身功能化或者用马达驱动其他具有一定功能的磁性微球，进而展开相关应用，使得此马达具有实际应用价值。本技术的发展将极大推动柔性机器人与柔性驱动机器的设计以及传感分离检测等的发展。

附图说明

[0021] 图1是磁控液态金属小型马达在自由溶液中磁铁控制其运动起止及轨迹示意图。

[0022] 图2是磁控液态金属小马达在内含三维结构的槽道中运动示意图。

[0023] 图3是磁控液态金属小马达镍层聚合电化学传感膜分离检测细胞示意图。

[0024] 图4是磁控液态金属小马达镍层喷溅金后表面化学修饰分离检测核酸示意图。

[0025] 图5是磁控液态金属小马达在外磁场作用下加载免疫磁珠分离检测细胞示意图。

[0026] 图6是磁控液态金属小马达在外磁场作用下加载表面功能化的磁性微球分离检测抗体示意图。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作更详细的说明。

[0028] 实施例1：

[0029] 如图1所示，本实施例以圆形培养皿内磁铁控制小型马达运动起止与运动轨迹为例进行描述。

[0030] 1.在培养皿内倒入一定量的水溶液，将磁控小马达置于其中，用镊子夹取一小片铝置于水溶液中，并将铝与未覆盖镍处的液态金属2接触，在液态金属2的作用下，铝与水溶液快速电化学腐蚀放出氢气，形成铝的碎片1紧贴在液态金属2与镍层3结合处。

[0031] 2.磁控马达获得足够的驱动力，可自驱动前行，其运动轨迹为A-B-C-A。

[0032] 3.在需要运动暂停的地方附近放一磁块4，则马达运动至此处后镍层在磁场的作用下，阻碍马达前行，撤去磁块4后马达可接着自驱动运动。如在B’处放置磁块4，则马达从A运动至B’后停止运动。撤除磁块4后，马达从B’开始运动，运动轨迹为B’-C’-A’-C’。

[0033] 4.当在磁块4作用下马达停止运动后，可通过旋转磁块4，改变镍层3朝向，进而改变马达的运动方向，或在磁块4的牵引下镍层带动马达到达另一位置，撤走磁块后马达开始运动位置发生变化，进而改变运动轨迹。

[0034] 实施例2：

[0035] 如图2所示，本实施例以基于液态金属的磁控小马达在内含三维结构的环形槽道中运动为例进行描述。

[0036] 1.在内部有高低起伏及宽窄变化的环形槽道内倒入一定量的水溶液，将磁控小马达置于其中，用镊子夹取一小片铝置于水溶液中，并将铝与未覆盖镍处的液态金属2接触，在液态金属2的作用下，铝与水溶液快速电化学腐蚀放出氢气，形成铝的碎片1紧贴在液态金属2与镍层3结合处。

[0037] 2.磁控小马达在铝的作用下获得一定的驱动力，自驱动前行。

[0038] 3.在槽道较窄处，磁控小马达通过自身柔性挤压前行，若动力不足，可以通过外加磁场(磁块4)牵引镍层带动磁控小马达挤压通过窄处。

[0039] 4.运动至上坡处自驱动运动动力不足以使马达爬坡时，可以通过外加磁场(磁块4)提供动力牵引马达爬过坡顶，进而向前运动。

[0040] 实施例3：

[0041] 如图3所示，本实施例以基于液态金属的磁控小马达表面镍层聚合化学传感薄膜进行分离检测传感为例进行描述。

[0042] 1.将80mmol的3-氨基苯硼酸，0.3mol的硫酸钠及0.125mol的盐酸加入pH为7.4的1L磷酸缓冲液PBS中。取一定量的溶液，将其置于一容器内，将磁控小马达半浸入溶液中，浸入溶液中的部分为镍层3，未浸入溶液中的部分为裸露的液态金属2。将磁控小马达与电化学工作站的工作电极相连，采用循环伏安法在镍层3表面上电聚合一层苯硼酸聚合物膜5。
将含聚合传感薄膜的磁控小马达取出后用蒸馏水清洗备用。

[0043] 2.在特定容器6内倒入一定量的水溶液，将含聚合传感薄膜的磁控小马达置于容器6的A侧，并在A侧内加入一定量的酵母菌细胞。用镊子夹取一小片铝置于溶液中，并将铝与未覆盖镍处的液态金属2接触，在液态金属的作用下，铝与溶液快速电化学腐蚀放出氢气，形成铝的碎片1紧贴在液态金属2与镍层3结合处。

[0044] 3.用磁块4将磁控小马达从A侧牵引至通道B处，磁控马达自驱动通过通道B，到达容器6的C侧。如需进一步分离酵母菌细胞，则可在C侧溶液内加入果糖，酵母菌细胞在果糖的竞争下释放，进而达到分离糖类或细胞的目的。

[0045] 实施例4：

[0046] 如图4所示，本实施例以基于液态金属的磁控马达上镍层表面喷溅金层后再进行表面化学修饰分离检测核酸为例进行描述。

[0047] 1.在磁控液态金属小马达镍层3处喷溅一层金薄层7。将金薄层7表面修饰单链脱氧核糖核酸探针。

[0048] 2.在特定容器6内倒入一定量的水溶液，将含金薄层的磁控小马达置于容器6的A侧，并在A侧内加入一定量的含待分离检测的核酸物质。用镊子夹取一小片铝置于溶液中，并将铝与未覆盖镍处的液态金属2接触，在液态金属的作用下，铝与溶液快速电化学腐蚀放出氢气，形成铝的碎片1紧贴在液态金属2与镍层3结合处。

[0049] 3.用磁块4将磁控马达从A侧牵引至通道B处，磁控马达自驱动通过通道B，到达容器6的C侧，进而达到从样品中分离核酸的目的，可对分离出来的物质进行集中的定量检测，排除生物样品中其他物质的干扰。

[0050] 实施例5：

[0051] 如图5所示，本实施例以基于液态金属的磁控马达驱动免疫磁珠进行分离检测物质为例进行描述。

[0052] 1.将磁控小马达置于～300mT的磁场中一段时间，使其表面镍层磁化。

[0053] 2.将磁化的磁控马达置于水溶液中，用镊子夹取一小片铝置于水溶液中，并将铝与未覆盖镍处的液态金属2接触，在液态金属的作用下，铝与水溶液快速电化学腐蚀放出氢气，形成铝的碎片1紧贴在液态金属2与镍层3结合处，磁控马达获得自驱动能力。

[0054] 3.在特定容器6内倒入一定量的水溶液，在容器6的A侧内加入一定量的待检测分离样品溶液，然后加入免疫磁珠8(表面覆有高分子材料9)，通过免疫磁珠表面的功能基团与样品溶液中待检测物质，如相应细胞的共价结合。将可自驱动的磁化的磁控马达置于A侧，磁化的磁控马达可以吸附已结合待检测物质的免疫磁珠。

[0055] 4.用磁块4将吸附了免疫磁珠的磁控马达从A侧牵引至通道B处，磁控马达自驱动通过通道B，到达容器6的C侧，进而达到从样品中分离特定物质的目的，可对分离出来的物质进行集中的定量检测，排除生物样品中其他物质的干扰。可改变磁块4的方向，将磁控马达去磁化，使得马达与免疫磁珠分离。

[0056] 实施例6：

[0057] 如图6所示，本实施例以基于液态金属的磁控马达驱动功能化磁性微球进行分离检测物质为例进行描述。

[0058] 1.在磁性微球(铁或氧化铁)表面喷溅一层金薄层7。将金薄层7表面修饰特定的功能基团如抗体等，形成功能化的磁性微球10，用于分离检测相应的抗原等。

[0059] 2.将磁控小马达置于～300mT的磁场中一段时间，使其表面镍层磁化。

[0060] 3.将磁化的磁控马达置于水溶液中，用镊子夹取一小片铝置于溶液中，并将铝与未覆盖镍处的液态金属2接触，在液态金属2的作用下，铝与溶液快速电化学腐蚀放出氢气，形成铝的碎片1紧贴在液态金属2与镍层3结合处，磁控小马达获得自驱动能力。

[0061] 3.在特定容器6内倒入一定量的水溶液，在容器6的A侧内加入一定量的待检测分离样品溶液，然后加入功能化的磁性微球10，通过磁性微球表面的功能基团与样品溶液中待检测物质，如相应的抗原特异性结合。将可自驱动的磁化的磁控马达置于A侧，磁化的磁控马达可以吸附已结合待检测物质的磁性微球。

[0062] 4.用磁块4将吸附了磁性微球的磁控马达从A侧牵引至通道B处，磁控马达自驱动通过通道B，到达容器6的C侧，进而达到从样品中分离抗原的目的，可对分离出来的物质进行集中的定量检测，排除生物样品中其他物质的干扰。可改变磁块4的方向，将磁控马达去磁化，使得马达与磁性微球分离。

[0063] 对于实施例1～6，液态金属2表面电镀的镍层覆盖率最好在1/5～1/2范围内，不能过大或过小。过小使得磁铁4牵引磁控马达力不足，不便控制，过大则影响液态金属的柔性性能与自驱动性能。此外，铝的用量与马达的运动寿命密切相关。铝用量过少会导致马达运动寿命较短，而用量过多会反过来妨碍运动的进行。

[0064] 对于实施例1～6，液态金属材料2的用量极大影响其自驱动运动性能及磁控性能。液态金属用量较小时，外部磁场较容易控制马达运动起止及轨迹，且自驱动动力足够。而液态金属用量较大时，对其自驱动运动所需的动力以及磁控时磁场作用力也需相应增大，否则动力不足而无法自驱动运动。

[0065] 对于实施例1～6，所用的磁块4均表示在某一位置需加外磁场作用，实际应用中可选择所需的磁场产生方式，空间磁场分布，磁场强度以及磁场方向等。再者，磁场控制液态金属马达运动的可控性取决于磁场强度及液态金属的用量等，这些需要根据实际情况选择外磁场。

[0066] 对于实施例1～6，磁控小马达与铝反应的溶液环境对马达运动性能有极大的影响。溶液环境多为强酸或强碱，浓度不要太高，免得铝消耗过快，缩短了马达的运动寿命。也不宜过低，导致反应过慢而驱动力不足。

[0067] 对于实施例1～6，磁控小马达的运动受外磁场的控制，动力不足时可借助外磁场驱动其运动，也可通过外加电场控制其运动，使磁控小马达在工作过程中出现故障时，有多重机制保证其最终完成任务。

[0068] 对于实施例5～6，磁控小马达在磁化后可与磁性颗粒进行吸附，进而推动具有特定功能的磁性微粒运动。与单纯的磁场控制具有特定功能的磁性颗粒运动相比，单纯的磁场控制运动需要整个运动过程外磁场引入牵引运动，对外磁场的要求比较高。而实用磁控马达，则外磁场只是起控制的作用，驱动则是由马达来完成，不需要外磁场定位追踪。

[0069] 对于实施例3～6，所实现的物质的分离检测分析或者药物的递送功能与实际所聚合的高分子材料或者喷溅的金薄层上修饰的功能基团有关系。理论上，只要选取的电化学传感膜能电聚合在镍薄层或磁性颗粒上，则其就能实现相应的物质的分离传感检测，而金薄层上能修饰上的功能基团均可用于此处的分离检测，如分离检测样品中相应的细胞、蛋白、抗体、抗原、核酸等生物活性分子的基团。比如金层表面修饰抗癌胚抗原的单克隆抗体，可用于分离检测循环肿瘤细胞。

[0070] 对于实施例3～6，实施例3和4将功能模块直接加载在磁控马达上，不需外磁场对磁控马达磁化及退磁，比较直观简单。实施例5和6则将功能模块加载在磁性颗粒上，马达驱动磁性颗粒进行运动，需要外磁场先对马达进行磁控与退磁，但将功能模块与驱动模块分离更便于批量化生产制造。

[0071] 最后需要进行说明的是，以上所提出的基于液态金属的自驱动马达上镀镍层用于外磁场控制马达运动的实施例仅用于说明本技术可以适应的方案，而并非仅限于这几种应用案例。尽管本发明中对六种实施例进行了详细的说明，但是自动化控制系统及生物医学领域的技术人员都应当理解，对本发明使用镀镍层控制液态金属马达自驱动运动或者马达驱动其他物体运动的及时方案进行修改或同等替换，都未脱离本技术方案的精神范围，都应当涵盖在本发明的权利要求范围中。