作为21世纪发展最迅速并且最有发展潜力的学科之一——纳米生物技术，已经受到越来越广泛的关注。在这个由生物、力学、物理、化学等学科所组成的交叉学科中，微/纳尺度下的粘附和接触问题成为纳米生物技术中必须面对和解决的关键问题。而对于生物技术研究中的主要对像——生物膜，粘附作用和水合作用则是生物膜表面接触问题研究中的重点。多尺度数值模拟方法是纳米生物技术研究中一个十分重要的研究手段，即能提供实验研究中无法观测到的详细信息；又能进行预测为实验和理论研究提供新的方向。本文主要通过多尺度数值模拟的方法对生物膜表面的粘附和水合问题进行了研究，全文主要分为以下四个部分：　　 第一部分，概述了粘附和水合作用在生物膜研究中的重要性；同时对本文中所使用的多尺度数值模拟方法：分子动力学(MD)模拟方法、量子化学计算(QM)方法以及量子力学与分子力学组合(QM/MM)方法进行了介绍。同时，简要介绍了本文模拟研究所涉及的对象DPPC生物膜以及藤壶胶蛋白。　　 第二部分，通过对藤壶胶蛋白拉伸和从石墨基底剥离的分子动力学模拟，研究了其稳定性和粘附能力。同时，以此为例，着重分析了分子动力学模拟中的时间尺度问题。　　 第三部分，通过分子动力学模拟的方法研究了DPPC生物膜表面的粘附作用，并分析了溶液对粘附力的影响。通过Brown动力学对模拟结果进行了分析，发现溶液粘滞作用及被拉伸DPPC分子自由能的变化都对DPPC生物膜的粘附力有重要影响。同时，通过Stokes公式分析得到了DPPC分子的等效长度。　　 第四部分，通过分子动力学模拟的方法，得到了两个DPPC生物膜表面问的水合力。进一步通过QM/MM的方法研究了单个DPPC分子头基上不同水合位点的单水合和多水合作用，在第一原理计算的水平上得到了水合氢键的键长、键能和键合力。在DPPC分子头基发生水合作用时，还观察到了明显的电荷转移现象。