分子动力学模拟技术是随着计算机技术的发展而兴起的一种研究微观下物质的性质及物理过程的一种新方法。在分子动力学模拟中，通过对感兴趣系统进行建模以及选取合适的原子间相互作用力场，被研究系统中所有原子的坐标及速度就可以在根据牛顿运动定律被计算出来。通过分析系统原子在相空间的运动轨迹，我们就可以在原子级别上分析感兴趣系统的物理性质及运动过程。本论文利用分子动力学模拟研究了两种生物分子(甲基化DNA和血小板连接糖蛋白GPIbα)的物理性质以及在纳米尺度下金属材料的辐射损伤过程。　　 甲基化DNA是生物体通过不改变DNA基因遗传序列而对基因表达进行操控。有实验表明甲基化可以直接改变DNA的结构及稳定性。为了研究甲基化对DNA的影响，本文做了三个方面的工作：　　 1.利用纳米孔探测DNA上被甲基化的胞嘧啶。仔细分析了造成甲基化DNA与非甲基化DNA在穿孔过程中的行为不同的机理。　　 2.对甲基化DNA力学性能的研究。通过模拟AFM(原子力显微镜)来拉扯甲基化和非甲基化的DNA，对拉断两者分别需要的力以及拉扯过程中DNA的形变进行了比较。定量地分析了甲基化对DNA力学性能的影响。　　 3.研究了甲基化对DNA表面水合程度的影响。主要通过研究水分子在特定蛋白质(MBDl)识别DNA上被甲基化的胞嘧啶位点的作用，同时进一步研究了甲基化胞嘧啶与甲基绑定蛋白相互作用界面。　　 另一个生物分子的模拟工作是利用分子动力学方法研究流体导致到蛋白质结构变化。血液中有一种血小板连接糖蛋白GPIbα能够感应因为血管伤口而引起的血液流速变化。本文用分子动力学的方法详细研究了在不同流速的流体中GPIbα上的β环状结构发生构型变化的具体过程，同时用自由连接链模型(freely—jointed chain model)对无流速条件下的β环状结构进行了数学建模，分析了为什么熵会阻止分子自发地从无序到有序转变。最后计算了流体存在下的，β环状结构到β发卡结构转变中自由能的变化，从能量的角度说明了为什么流体的存在可以使得这种无序到有序的自发进行。　　 本论文最后根据分子动力学原理及技术，和材料辐射的物理机制编制了一套研究物质低能辐射损伤的分子动力学模拟程序。同时开发了一套配合模拟程序的样品制备，结果分析程序，包括构造晶体结构，统计缺陷，能量计算等。作为一个对金属材料的辐射损伤性质研究的应用案例，我们对铜纳米线的低能辐射损伤进行了模拟。分析了不同入射能量下缺陷在纳米线中产生，迁移复合及分布规律。