胶体马达能够吸收光能等外界能量,将其转化为自身运动,是一种新型的微纳米动力机器,在生物医学、环境治理和工程应用等领域都显示出极大的应用前景。在众多胶体马达中,光驱动的马达调控方式简单、合成相对容易,且光能也是一种绿色的能源,因此在近年来成为研究的热点。基于二氧化钛（TiO2）的光驱动马达是一个常见的研究体系,但材料的合成质量仍有待提高,马达速度可控性有待加强,并且对于其群体行为研究仍不够系统。围绕这些问题,本文开展了下述研究:本文开发了一种基于包裹模板的合成核壳TiO2微球的方法,获得了单分散性95.9%、圆度0.93、单层厚度90 nm的TiO2微球,并且可以通过改变包裹次数和内核粒径或种类改变TiO2微球的大小和性质。对比了模板法和溶胶凝胶法制备的TiO2-Pt马达在不同光强、燃料浓度下的速度差异,发现本文所开发的模板法制备的马达运动速度更快,光响应性更好,并且光强越强、内核粒径越小、包裹层数越多的马达运动速度越快。包裹磁性内核制备的TiO2-Pt马达,还可以通过磁场实现对马达的方向控制。在较高颗粒密度下,TiO2-Pt马达会形成团簇。本课题从动力学和热力学角度结合理论、有限元模拟和实验对团簇进行了研究。研究结果表明,TiO2-Pt的面积分数越大,形成的团簇面积和平均团簇尺寸越大,团簇也形成的越快。形成团簇需要先发生自捕获效应,而团簇对颗粒运动的阻碍作用和偶极相互作用决定颗粒是否能够留在团簇中,团簇生成后会在焦平面做螺旋线运动。针对三颗粒团簇,发现其螺旋运动的半径和其构型有关;而能量分析则表明,构型余弦和在1左右的团簇出现频率更高,这可能是因为这种构型的团簇的空间电势能最小,并且团簇对颗粒运动的阻碍相对较大。综上所述,本文开发了一种制备杂质少、单分散性高、尺寸可调、易于合成的核壳TiO2微球的方法,探究了TiO2-Pt马达在不同实验参数下的运动速度变化规律,调控了其运动速度和方向,阐明了马达的个体及群体行为机制,并从动力学和热力学角度探究了团簇的形成、运动以及构型等规律,为胶体马达的实际应用打下了扎实的理论基础。