目的:自从1985年Kroto等科学家成功制备纳米富勒烯C₆₀以来,纳米材料已经广泛应用于各行各业。然而,进入环境中的纳米材料最终能够通过皮肤接触、食物摄取、呼吸吸入等方式进入人体,从而威胁人们的健康。此外,在纳米材料生物医学应用中,纳米材料对机体的影响也不可忽略。进入人体的各种纳米材料能够与体内的各种组分结合,并通过各种形式产生相互作用,最终对生物组分甚至生命体产生影响（即纳米毒性）。众所周知,生命体中最重要且最基本的组成是蛋白质、核酸和膜。因此探究纳米材料和这些生物分子的相互作用能够从根本上发现纳米材料的毒性及机制,从而推广到对细胞、组织及生命体等各个层次的影响。同时从分子甚至原子层面理解这种极小分子间的相互作用是十分重要的。方法:因此,我们利用分子动力学模拟,探究一些新型碳纳米材料及其衍生物、过渡金属硫化物,在纳米尺寸和纳秒时间尺度下,与三种生物分子的相互作用,并刻画出相互作用热力学、动力学过程,所涉及的相互作用力/能（包括疏水、范德华、静电等作用能）,界面效应,以及相互作用后生物分子的二级、三级结构和功能的变化。结果:最终,我们发现了不同的材料对于生物分子能够产生不同的效应,例如解折叠、解旋、抑制相关的功能等等。由于生物分子的多样性（蛋白质具有不同的二级、三级结构、核酸具有不同的螺旋结构、细胞膜具有不同的脂质组分）,纳米材料-生物分子作用过程和结果也具有差异性。此外,纳米材料的组成、结构、尺寸、形态等因素都能够影响其生物毒性。结论:这些信息在指导我们纳米材料的安全使用、设计纳米材料以及预测和控制纳米材料的结合性质方面有着重要作用。