分子模拟利用计算机在原子尺度上对分子的结构和行为进行模拟，从而获得分子体系的各种物理和化学性质。分子模拟不仅可以模拟出很多现实中较难或无法完成的实验，而且相较于普通的实验方法更高效、经济和安全，量子力学模拟和经典力学模拟是它的两大研究方向。在本论文的第一部分中，运用经典力学模拟方法对SWEET蛋白的转运机制进行了探究，提出了SWEET蛋白的三态转运模型;第二部分中，使用量子力学模拟方法研究了卤素修复缺陷二硒化钼后光电性质的变化，解释了卤素修复的二硒化钼出现光致发光增强的原因。
　　在第一部分中，本论文根据已解析的水稻SWEET蛋白晶体结构，利用同源建模的方法模拟出了人类基因Q9BRV3编码的SWEET蛋白的Inward-open构象模型，这个模型的建立有利于对人类SWEET转运蛋白家族有一个清晰的认识，对以后有关人类SWEET蛋白的晶体结构解析、蛋白质生理功能了解、药物靶点寻找以及蛋白结构设计都有一定参考价值。接着利用常规分子动力学模拟对真核生物的OsSWEET2b蛋白(5CTG)和原核生物的SemiSWEET蛋白(4X5M、4X5N和4QNC)进行了研究，证实了C55、N77、F181和N197是5CTG的关键性氨基酸，T15、W50和N66是SemiSWEET蛋白的关键性氨基酸。此外还发现在同一时刻SWEET蛋白的三个转运通道只有一个在改变构象，形使着转运底物的功能，其他两个都处于准备状态。在进行拉伸分子动力学模拟后发现，N77-N197和W70-W189共同维持着转运通道的形貌，N77-N197能与底物分子形成氢键，使分子保持向前运动的趋势，W70-W189则形成一个门控通道，像一扇门一样，控制着底物的进入，在转运过程中TM1上端会发生约30度的旋转，为蛋白质构象变化提供动力。最终本文提出了SWEET蛋白是利用三态循环转运机制转运底物的。
　　在第二部分中，通过第一性原理计算，探究了Se缺陷（SVsE，α-DVsE和β-DVsE）MoSe2的光学和电学性质。利用卤族元素（F、CI、Br和I）去修复缺陷MoSe2，当MoSe2中出现了Se空位的时候，CI、Br和I能占据原始空位并与周围的三个Mo原子形成三个单键，而F原子由于原子半径太小，只能形成两个最低吸附能的F-Mo键。由于卤族元素拥有比Se元素更多的自由电子，导致在单空位中形成1μB的局部磁矩，双空位中形成2μB的局部磁矩。Se缺陷会导致能带结构发生变化及带隙变小，当用卤族元素修复缺陷后，MoSe2的电子转移到卤族元素上，在MoSe2中形成n-型掺杂，最终将缺陷能级转变为价带，使带隙回调。与有缺陷的MoSe2相比，卤素修复的MoSe2能观察到光吸收增强效应，这是卤素修复缺陷MoSe2光致发光增强的原因。该研究结果为过渡金属二卤化物的结构修复提供了新的手段，将促进其在光电领域的应用。