磁性颗粒在磁场作用下发生的定向迁移现象称之为磁泳。以往只有具有磁性的物质才可以通过磁泳技术进行非接触式操控,但是随着磁性液体的出现,对非磁性物质的磁操控逐渐成为了可能。在微流动技术、生命科学和化学分析工程领域经常需要对液滴或非磁性颗粒进行非接触式操控和分离等操作。磁场由于不需要与样本对象直接接触,不会对操控对象有充电加热等影响,是一种非常理想的操控方式。鉴于微质量液体和磁性液体中非磁性物质的磁操控在微流动技术中的潜在应用,本文对磁性液体中气泡和液体表面上磁性液体弹珠在磁场作用下的运动特性做了理论和实验研究,旨在探索磁场对磁性和非磁性物质的运动影响,拓展磁性液体的应用,同时针对液体弹珠这一特殊对象,希望可以提供一种新的微质量液体定向输送方法。本文用磁荷理论推导了磁场作用下磁性物质和磁性液体中非磁性物质受到的磁场作用力计算公式,只有当物体与其周围介质存在磁化强度之差时才会受到磁体积力的作用。磁场作用下物体受到的磁体积力与物体和其周围介质之间的磁化强度之差和磁场梯度成正比。磁性液体中非磁性物质在磁场中受到的磁体积力非常微弱,加之磁性液体为黑色不透明的胶体溶液,常规实验条件下很难观测到磁场引起磁性液体中非磁性颗粒的运动现象。本文以填充磁性液体的窄缝容器中的气泡作为研究对象,利用气泡质量小、易驱动和易观测等特性,用实验研究手段观察磁场对磁性液体中非磁性物质运动的影响,获得磁场参数和非磁性颗粒运动参数之间的定量关系。在关于窄缝中气泡的经典理论基础上引入了磁场对气泡的磁体积力作用,重新推导了气泡运动速度预测公式,并通过实验数据对其进行了验证。通过实验发现磁场对磁性液体中非磁性物质产生的作用力沿磁场强度减小的方向。与磁性液体中气泡这一磁性介质中的非磁性物质相反的是磁性液体弹珠,磁性液体弹珠周围空气和液体等介质为非磁性物质,其受到的磁体积力方向与气泡相反沿着磁场强度增加的方向。结合液体弹珠的特性,本文提出了通过磁场对液体弹珠进行非接触操控完成液体表面上微质量液体定向输送的设想。液体弹珠由于表面疏水性粉末颗粒阻止了内部液体与外部基载液的直接接触,在表面张力作用下使其可以浮在另一种液体表面上,本文通过将液体弹珠浸没于基载液部分看作为球缺体,建立了液体弹珠浮在基载液表面上的静力学平衡方程。同时用微距拍摄技术拍摄和观察了不同体积液体弹珠在水面上的形态,对平衡方程进行了验证。与通常情况下浮在液面上的物体是重力与浮力的平衡不同,浮于液体表面的液体弹珠起主要作用的是表面张力,在表面张力作用下即使液体弹珠密度大于基载液也不会发生下沉。本文对磁场作用下液体表面磁性液体弹珠受到的磁体积力、流动粘性阻力和接触角变化阻力做了逐一分析获得了液体弹珠运动速度与磁场流场参数之间的定量关系。用磁性液体作为内部液滴制备了不同体积的液体弹珠,测量了不同体积的磁性液体弹珠在不同强度和梯度磁场作用下的运动速度,将实验测得的速度与理论计算值做了对比分析。在理论和实验研究的基础上,本文尝试了通过磁泳力对液体弹珠进行操控,完成了“乒乓”和“绕障碍”等简单的操控实验,验证了通过磁场可以实现液体弹珠的非接触式操控达到液体表面上微质量液体定向输送的目的。希望可以为液体表面微质量液体定向输送提供相应的理论和实验基础,同时进一步揭示磁场对磁性物质的磁泳效应。