含能材料是一类化合物或混合物,含有爆炸性基团、氧化剂或可燃物、能独立快速地进行化学反应并释放出大量的能量。它是武器体系的能量源泉,决定了武器系统中各项功能的实现。随着军事科技的进步,高能、钝感成为含能材料领域普遍追求的目标。然而,大部分含能材料在能量得到增加的同时,安定性和稳定性问题也越来越突出,并成为理论研究领域所面临的主要挑战。热分解、燃烧和爆轰为含能材料的主要化学变化形式,安定性与稳定性问题就与含能材料的热分解反应密切相关。在含能材料的热分解过程中,会形成自由基（H·、OH·、NO·等）、气体小分子（NO、NO2、HCN、N2、CO2等）和各种带电粒子（H3O+、NO+、NO2+等）,这些中间产物将促使含能材料的下一步分解。作为[60]富勒烯衍生物之一,顺-2双（苯并呋喃）[60]富勒烯衍生物被认为可以作为安定剂应用于含能材料领域,它可以吸附含能材料热分解释放的大量中间产物。而由于含能材料热分解反应常伴随高温高压的极端环境,分解机理研究复杂且产物难以收集,目前关于含能材料分解反应的实验研究几乎难以实现,只能通过量子化学理论建立模型来研究顺-2双（苯并呋喃）[60]富勒烯衍生物的稳定机理。本文将对含能材料初步分解释放的一系列气体分子与顺-2双（苯并呋喃）[60]富勒烯衍生物相互作用的构型进行结构优化和频率计算,通过结合能计算、电子性质分析、自然键轨道分析和独立梯度模型分析探究分子间相互作用的本质,具体研究内容如下:（1）在GaussView中构建各气体分子和顺-2双（苯并呋喃）[60]富勒烯衍生物模型,采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-311G**基组水平上,对各构型进行结构优化和频率计算以得到稳定的分子结构。并对得到的优化后构型进行静电势分析,寻找分子表面可发生相互作用的特殊位点。（2）将优化后的单个气体分子分别放置于顺-2双（苯并呋喃）[60]富勒烯衍生物表面和笼型结构内部的特殊位点,作为单气体分子与[60]富勒烯衍生物相互作用的体系模型。使用同样的方法和基组进行构型优化,根据所得复合体和单体的能量计算相互作用体系的结合能。对单气体分子与顺-2双（苯并呋喃）[60]富勒烯衍生物相互作用的强度进行对比,寻找单气体分子与其相互作用的最佳构型。将结合能的计算结果与[60]富勒烯和气体分子相互作用体系的结合能计算结果做对比较,揭示[60]富勒烯化学修饰前后对气体分子吸附能力的差异。通过进一步对优化后构型进行电子性质分析、自然键轨道分析和独立梯度模型分析,探索两分子间相互作用的本质。（3）以含能材料初步分解的主要气体分子（NO和NO2）为主,构建双气体分子与顺-2双（苯并呋喃）[60]富勒烯衍生物相互作用的计算模型,使用B3LYP/6-311G**对其进行构型的优化和频率计算。根据复合体和单体的能量计算体系的结合能,通过结合能的数值确定共吸附的发生,以及共吸附的强度大小。对双气体分子、单气体分子分别在顺-2双（苯并呋喃）[60]富勒烯衍生物表面相互作用体系的结合能作对比,以判断双气体分子的共吸附是否存在协同效应或竞争效应。此外,对优化后构型进行电子性质分析、红外色谱分析和独立梯度模型分析,以揭示分子间相互作用的本质,并对气体分子间的相互作用是否会对其在顺-2双（苯并呋喃）[60]富勒烯衍生物表面的吸附产生影响这一问题进行探究。