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DNA分子与碳纳米管的结合研究对碳纳米管的筛选、DNA快速测序和化学感受器的制作中具有巨大的基础性价值。尽管核酸和单壁碳纳米管之间的相互作用的研究已经比较清楚，但是对于二者的杂交化合物，尤其是含有多个核苷酸的核酸分子跟碳纳米管的结合复合物仍然有许多问题需要了解。为此，我们运用全原子分子动力学模拟和热动力学分析研究了一种非常规的DNA二聚体分子（16种,如AA、GA等）和两种类型的碳纳米管（手性（8，4）型和扶手椅（6，6）型）之间的相互结合。主要结果如下：(1)总体上看，16种不同序列的二聚体DNA可以很容易地吸附到碳纳米管上，并且表现出有趣的行为特征：碱基翻转、局部的稳定结构、构象转变；(2)四种二聚体DNA，AC、AG、GC和GT在（8，4）和（6，6）两种体系中具有相似的动力学特征（如碱基的旋转和构象的转变）；而组成相同但顺序相反的二聚体，例如AG和GA的动力学特性不同，这表明序列的顺序影响DNA和碳纳米管的动力学识别和结合能量；(3)通过聚类分析获得的代表构象之间的比较显示一般的二聚体DNA倾向于平铺在碳纳米管表面，并且相邻的碱基彼此远离。有些二聚体DNA，AC、AT、CG、CT、GC、GG、TA、TC、TG和TT在两种类型的纳米管上面采取相似的构象，这说明他们的结构受纳米管的手性的影响较小，而主要受碱基序列、序列顺序和碳纳米管的桶状结构的影响；(4)另外，碱基在碳纳米管表面上具有方向上的偏好性，并且每个碱基的方向显著地受DNA序列和纳米管手性影响，从而突出了结构的有序性在二者结合中的重要作用；(5)能量分析显示大多数的二核苷酸碱基（除了AG、CA、CG和TG）对于这两种纳米管的结合力的相差不大。通常，嘌呤碱基和胸腺嘧啶组成的二聚体具有很低的结合自由能。结合自由能主要来自范德华作用能和溶剂化自由能。与其它的碱基相比，胸腺嘧啶碱基可以有效地降低碳纳米管在溶液中的溶剂化自由能。目前的工作还说明总自由能的大小跟序列相关，但不仅仅是不同碱基和碳纳米管结合自由能的加和。