液态金属同时融合了液体和金属的特征属性，是一类特殊的结构和功能材料。与其它金属和非金属液体相比，镓基液态金属具有低熔点，高沸点，难蒸发，无毒以及相对稳定等特别适合在室温温区内应用的优势。材料性质的多样性和特殊性使得液态金属所适用的控制原理和激励方法也比常规流体更加多样化。以此为出发点，论文对镓基液态金属的流动控制和运动激励方法进行了研究和探索。结合对镓基液态金属物理化学性质的表征和测试，论文先后研究了镓基液态金属在引射器控制下的流动和引射特性，镓基液态金属在热气动原理作用下的自驱流循环性以及镓基液态金属液滴在固体金属粉末触发下的微观运动特性。针对不同方案所涉及的不同原理，论文提出了不同的系统设计方法，并对各种控制激励原理科学性和设计方案的可行性进行了实验研究和验证。这些模型和系统包括液态金属引射真空系统和引射制冷系统，液态金属能量捕获系统，以及液态金属液滴微驱动系统。镓基液态金属的引入使各系统表现出全新的运行特点。基于对实验结果的分析，论文对系统运行特性和实验观测现象进行了解释。利用液态金属在物理和化学变化过程中伴随而来的能量传递和转化效应，论文同时对镓基液态金属在引射技术，热能和太阳能利用，散热以及催化领域的应用进行了探索。　　论文围绕先进材料镓基液态金属的控制和驱动展开，理论研究工作体现了流体力学，热力学，材料学，化学及电化学等多学科理论的交叉和融合。通过对比和分析不同液体作为驱动工质时引射系统的工作特性，论文中指出了流体力学伯努利方程在描述液体引射器流动状态时的局限性和工作流体蒸气压这一热力学特性对引射器极限引射真空产生的限制;在热气动能量捕获系统研究过程中，论文提出了采用非对称结构设计，利用热气动压力和重力的耦合作用来实现液态金属自驱循环的方法;论文还研究了镓基液态金属在水和溶液中析氢反应的特点，并利用电场极化作用实现了液态金属表面反应的强化和液态金属液滴的驱动;同时论文还预测了当固体金属粉末液态金属在溶液中发生点接触时，系统中同时存在的微观尺度的尖端效应和原电池效应。结合论文工作，文末对镓基液态金属的研究和应用前景进行了总结和展望。