对于磷脂双层膜，磷脂分子的结合自由能（即磷脂分子从环境转移到膜上的标准自由能变）的大小是衡量双层膜热稳定性的关键参数。该特性的研究对理解许多生物学相关的问题如细胞的吞吐机制、囊泡的转运、细胞的裂解与融合等意义重大，而对一些实际应用的领域如纳米药物的输运中的药物包裹的稳定性也有较强的参考和指导意义。本文将综合运用分子动力学模拟(MD)中计算自由能的几种主流方法来系统计算和研究磷脂分子的结构和环境温度对脂分子结合自由能、进而对膜的热稳定性的影响。　　研究发现让磷脂分子头部含有能成氢键的基团或带上未中和的电荷、增长分子的链状疏水尾部、尾部中引入平面碳环状结构或疏水区域引入胆固醇等添加剂均可不同程度地降低磷脂分子对双亲膜的结合自由能，进而提高双层膜的稳定性。而尾部中不饱和双键的引入虽然提高了膜的通透性却同时大大降低了其稳定性，不饱和程度越高，对膜的稳定性破坏越大，双键所处位置对结果影响不太明显，其中双键处于疏水链的中部较处于其上部和下部的影响更大。我们的模拟还定量揭示了双层膜稳定性与尾部长度以及不饱和程度之间的线性关系（与前者正相关，与后者负相关），对于实际设计双层膜体系或药物包裹载体具有一定的参考价值。　　此外，我们还对DPPC膜体系的温度效应进行了初步研究，结果表明随着环境温度不断升高，双层膜将经历有序凝胶相到无序流动相的转变，相应磷脂分子的结合自由能也在不断上升，说明DPPC膜的稳定性随着温度升高不断变差，尤其在其相变温度附近结合自由能有较大的变化，将会影响包裹药物的稳定释放。不过，目前还不清楚这一结论对于其它磷脂分子是否适用，未来还需要进行更系统深入的研究。