MXenes作为一类新型二维材料,凭借大的比表面积、良好的力学性能和电学性能,以及可通过修饰官能团来调节分子吸附性能等多种优异的特性而引起了国内外研究人员的广泛关注。核酸碱基及氨基酸分子检测在生物医学应用中对于DNA测序及疾病诊断等至关重要。在本研究中,基于密度泛函理论（DFT）并采用范德华力矫正方法,对本征、缺陷型Yi2N及Ti2C等MXene吸附DNA、RNA核酸碱基及氨基酸分子的性质进行了详细理论计算及分析。主要研究内容及结果概要如下:本征Yi2N纳米片对脱氧核苷酸（腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和胸腺嘧啶）分子产生了较强的吸附,较大的吸附能使得分子难以脱附;含Ti-N缺陷的Yi2N纳米片吸附能更为合适。电子结构计算亦验证了分子吸附前后体系保持金属性。为了获得具有较低吸附能和较短脱附时间的更佳DNA传感材料,研究了氧功能化的Yi2NO2这一 MXene材料,并对其优化后的稳定原子构型、电子态密度、能带结构、Bader电荷转移数、电荷密度差和功函数进行了计算。结果表明,本征材料的吸附强度分别强于含有N-Ti缺陷的Yi2N和Ti2NO2的吸附强度。电荷转移和功函数的变化更验证了这一结论。Ti2NO2是本研究所涉Yi2N体系中的最佳候选材料,尤其是用于传感DNA核酸碱基时。计算结果有助于生物传感及疾病诊断领域为实验人员提供必要的理论指导。另一种MXene材料Ti2C在传感生物小分子方面也具有重要的特性。借助密度泛函理论和Grimme（DFT-D2）方法研究发现,本征Ti2C对DNA、RNA碱基和氨基酸分子具有较大的吸附能,进一步通过引入Ti和C原子空位能够增加其对DNA、RNA和氨基酸分子的吸附能。同时亦进行了相关体系电子结构的计算揭示。此外在本论文中,我们还采用了施加双轴拉伸和压缩应变的策略。施加双轴应变后,双轴压应力增加或者双轴拉伸应力减小,吸附能逐渐降低。PDOS和TDOS的计算则证实了在引入缺陷、施加应力以及吸附分子后,Ti2C仍保持金属性。通过绘制各自的电荷密度差图,可观察到在Yi2C吸附上述分子过程中存在大量的电荷转移。对本征、缺陷型以及施加应变的Ti2C的功函数计算则表明,功函数亦随着吸附条件的变化而改变。该理论计算工作有望对相关领域实验人员开发更佳的MXene基生物医学传感材料提供预测或指导。