本文对纳米管的吸附和填充的量子从头计算进行了研究。主要内容如下： ⑴研究了金属富勒烯在单壁硼氮纳米管中填充的可能性。发现La@C<,82>和La<,2>@C<,80>这两种金属富勒烯能够放热地填充到(17，0)和(14，7)两种硼氮纳米管中，并且预计能够使得这两种金属富勒烯的填充过程是放热的最小的硼氮纳米管的直径大约是13.4 A。 ⑵研究了一维的K<,x>C<,60>晶体填充到单壁碳纳米管中的结构和电子性质。发现C<,60>碳纳米豆荚的能带发生了杂化，而不是C<,60>的能带和碳管的能带的刚性叠加，这是以前的计算中没有发现的。 ⑶研究了双壁碳纳米管(7，0)@(15，0)、(8，0)@(16,0)、(7，0)@(18，0)和(4，2)@(10，5)的电子结构。发现在(7，0)@(15，0)双壁碳纳米管中，内外管层间的π一π相互作用会使得内管(7，0)的π态和π<*>态电子能带相对于外管有一个很大的下移，使得内管能带发生重构，由半导体性转变为金属性。 ⑷研究了生物分子碱基和芳香族氨基酸在单壁碳纳米管上的吸附。发现产生吸附的主要原因是碱基中或芳香族氨基酸中的环状结构与单壁碳纳米管管壁之间的π一π相互作用，同时当单壁碳纳米管带电荷较多的时候，对于碱基和芳香族氨基酸的吸附是有利的。