碳纳米豆荚结构是一种类似于豆荚状构型的新型超分子结构,通过富勒烯分子填塞于碳纳米管一维空腔中形成。对该结构进行高温热处理或者电子辐照,将会引起碳管内富勒烯链的逐步聚合,并逐渐形成一个内壁碳纳米管。尽管实验和理论上对碳纳米豆荚结构、聚合机制、相关性质进行了很多研究,但是大部分工作都是关注外管为直型无缺陷碳纳米管的碳纳米豆荚结构及其聚合行为,而对实验中经常出现的外管为弯折型和弯曲型碳纳米管内富勒烯的聚合行为和最终结构鲜有研究。本论文基于经验势能量驱动的动力学蒙特卡罗法,首次在原子尺度对弯折和弯曲构型的碳纳米豆荚结构中的富勒烯受热聚合行为和最终结构进行了模拟计算,考察了在这类特殊构型的外碳管中富勒烯受热聚合的可行性,并将聚合过程和最终产物结构与无缺陷直壁碳纳米管中富勒烯聚合情况比较,分析其异同,具体内容总结如下:(1)外管弯折角度以及连接结处五、七元环缺陷相对位置对富勒烯聚合行为和最终结构有显著影响。总体来说,受外管束缚影响,富勒烯在弯折管中能够受热聚合形成与弯折外管相似的结构,即两边为不同手性的无缺陷碳纳米管,中间有单个五、七元环缺陷组成的连接结。内管缺陷结在小角度弯折外管(18,0)?(17,1)和大角度弯折外管(18,0)?(10,10)情况下能够复制外管连接结处五、七元环缺陷相对位置。但对于中间弯折角度的外管(18,0)?(15,5)来说,由于缺陷结形成能较高,其五、七元环缺陷的相对位置不会复制外管分布,而是在诸多能量因素竞争中重新分布,达到最低能量构型。另外,在弯折角度较小的(18,0)?(17,1)外管中,由于中间连接结引起的腔体变形较小,亦能形成无缺陷的单壁碳管。同时,受有限时间尺度下的动力学机制影响,聚合而成的富勒烯产生具有较多缺陷的无序管状结构的几率较高。(2)在弯曲型碳纳米豆荚结构中,对于曲率较小的外碳管,受热聚合而成的内壁碳纳米管能够复制外碳管平滑弯曲的无缺陷构型。但随着曲率增加,富勒烯聚合成平滑弯曲内管的难度越来越大,出现平滑弯曲内管向弯折内管转变的现象,其转变取决于在不同弯曲曲率外管刚性束缚条件下,内管平滑弯曲构型的曲率能与弯折构型连接结的形成能之间竞争的结果。(3)对多次随机模拟结果中有明确手性的结构统计显示,无论弯折型外管还是弯曲型外管都能在一定程度上改变原来在直管聚合中出现的大手性角度分布的趋势,同时能够对管壁层间距分布进行调节。该结果意味着通过选择不同弯折或弯曲的外管结构,可能改变富勒烯聚合而成的内管结构分布。