胶体的相变是凝聚态物理领域的重要问题。在适当条件下，胶体既可以经历结晶过程形成规整排列的胶体晶体，也可以经历玻璃化转变形成无序的胶体玻璃。尽管在过去几十年中，人们已经对胶体的相变问题进行了广泛的研究并取得了诸多进展，然而对胶体的结晶和玻璃化转变微观机制的理解还远远不够。在本论文中，我们发展了分子动力学模拟方法，探索了典型胶体体系的结晶和玻璃化转变行为，目的在于更好地理解凝聚态物质的相变行为，同时为胶体材料的设计提供可靠的指导依据。具体来讲，我们开展了如下研究：　　1.单组分硬球胶体密堆积态的结构性质。基于硬球分子动力学模拟，并且采用Lubachesky-Stillinger压缩算法，我们获得了一系列硬球结构捕捉态。我们研究了堆积态密度随压缩速率的变化，并且分析了这些捕捉态的结构。我们发现较小的压缩速率可以生成密度较大、有序度较高的堆积态。但是，在堆积态从无序过渡到有序的过程中，存在一个转变区。该转变区可能在无序态和有序态之间建立起联系。　　2.模板诱导的硬球胶体的异相结晶行为。基于事件驱动的分子动力学模拟，我们研究了硬球胶体在不同类型模板上的异相结晶行为。研究发现，模板可以大大加速结晶过程。在(100)和(1100)型模板的诱导下，我们可以得到纯的面心立方和六方密堆积晶体结构。在方型模板的诱导下，我们观察到了瞬时的体心立方品相。此外，当模板间距减小时.体系能够形成稳定的体心立方晶相。这些结果可以为胶体晶体材料的设计提供科学依据。　　3.大尺寸差别的二组分硬球胶体的结晶和玻璃化转变。我们考察了引入尺寸非常小的第二组分对体系结晶以及玻璃化行为的影响。研究发现，小粒子的引入并不影响大粒子形成晶体的结构。然而，小粒子以扩散的方式在大粒子的结晶过程中重新分布，并且其密度分布与大粒子的密度分布密切耦合。对玻璃化转变，尽管小粒子对大粒子的静态二体关联结构的影响微弱，但是对其高阶静态关联却有显著影响。随着小粒子浓度的增加，体系的压缩因_了先减小后增加。我们进一步发现，小粒子能以定量和定性两种方式影响体系的动力学。　　4.静态以及稳态剪切条件下过冷液体中动力学和结构的关联。采用平衡和非平衡分子动力学模拟，我们研究了一个过冷液体的动力学和关联长度。我们发现，在趋近玻璃化转变点时，体系动力学的变慢伴随着动力学异质性的发展。动态和静态关联长度随松弛时间的变化呈现指数关系。在稳态剪切条件下，关联长度在剪切变稀区域随剪切速率增加而减小，并且对于较小的剪切速率，关联长度同松弛时间仍然具有指数变化规律。　　5.吸引相互作用对过冷液体关联长度的影响。通过比较一个同时具有短程排斥和长程吸引的弱受挫过冷液体模型及与之相对应的纯排斥模型在静态以及稳态剪切下的结构、动力学和关联长度，我们发现，吸引相互作用可以显著影响体系的动力学异质性及其相应的动态关联长度，而对键取向有序及其相应的静态关联长度仅有微弱影响。这意味着键取向有序并不能完全反映出动力学异质性的本质。