复杂边界为细菌、真菌等微生物提供了固有的生存环境,同时微生物的生命运动也对微环境产生影响。例如细菌通过鞭毛拍打获得自身整体平动与转动,因而在软物质领域中被当作一类典型自驱动的主动粒子,它显著区别于经典的热运动主导的常规胶体被动粒子。本论文以自主运动的细菌为研究对象,探究复杂边界条件下主、被动粒子的相互作用。这为复杂环境下细菌行为的调控、细菌运动机制的探索以及细菌的实际应用提供了方案和思路。首先,探明被动颗粒（磁性纳米粒子）如何趋近、吸附于细菌（主动粒子）表面,最终被细菌吞服等过程,理解被动粒子与细菌相互作用机制。基于此,本论文利用封闭的PDMS微流控芯片,引入主、被动粒子共同孵育,成功使得普通细菌具有吸附与吞食磁性纳米颗粒的特性,从而验证了普通细菌携带磁性颗粒的可能性。研究结果表明细菌对于磁性颗粒的吞附率具有尺寸依赖性,且吞附率随时间增加而增加。这一结果为非磁性细菌转变为可人工调控的磁性细菌提供了可行性。进一步的结果发现,抗生素的引入,成功的诱使了耐药菌吞附大尺寸磁性纳米颗粒,为耐药菌的磁性灭活提供潜在的应用方案。其次,研究了运动细菌在复杂形状界面上的游动行为与集群运动。在圆域内,通过构造不同尺寸和形状的实心点阵,调节边界的曲率及增加边界复杂性,探究了在此环境下的细菌集群运动。结果显示,在边界处细菌更容易出现群体涡旋游动现象,并且涡旋数目增多,关联运动的特征半径变小。复杂界面处细菌运动行为的探索,为研究集群行为提供了思路和方向。最后,为考察细菌在真实、动态、复杂界面上的运动行为,本论文引入二氧化硅胶体溶液不断蒸发形成沉积物,以此为动态多孔介质,定量研究了细菌主动运动对胶体沉积物演化与内应力的调控作用。通过增加细菌主动粒子的掺入比例,蒸发沉积物的裂纹模式被表征和分析。结果显示,对于快速蒸发过程,裂纹出现时间极短,因此细菌的“慢速”运动对裂纹影响有限。然而,掺入细菌浓度低时,细菌粒子作为软体,扮演了沉积物中的缺陷,为开裂提供了位点,因此裂纹数目明显增加;当引入细菌量进一步增加,细菌自身的柔软性和蛋白质鞭毛吸收了内聚应力,抑制了裂纹形成。这一研究表明,软体细菌主动粒子的引入为调控胶体颗粒膜破坏提供了新思路。