碳纳米管及其分子结是碳纳米管网络结构的基本组成单元。通过碳纳米管分子结或交联剂将碳纳米管个体连接起来,既可以组装成为相互连接的碳纳米管网络结构的宏观体材料,也可以用作纳米电子器件的基本元件,对于碳纳米管未来的实际应用具有重要意义。碳纳米管分子结的制备方法有电子或离子束辐射,原子力显微镜的机械操作,化学修饰法以及热焊接法等,但都不能方便地得到碳碳共价键连接的分子结。因此,如何寻找更为有效的方法来生成碳纳米管分子结或寻找合适的交联剂连接碳纳米管是一个具有重要意义的课题。本文探索并提出了一种新的利用碳纳米管树芽热烧结生成碳纳米管分子结的方法,并针对该方法形成的单壁碳纳米管纳米树芽分子结的力学及导热性能进行了研究,主要包括以下内容:(1)探讨了两种生成纳米树芽的方法;并提出了一种通过热烧结纳米树芽从而在相对低温的条件下形成单壁碳纳米管分子结的方法;该方法所需的热烧结温度不依赖于碳纳米管的管径,为构建碳碳共价键连接的碳纳米管网络结构提供了一种简单有效的途径;并通过分子动力学模拟分析了由此方法形成的碳纳米管及管束的纳米树芽分子结的力学稳定性。(2)提出了一种通过分离纳米树芽分子结来得到跨接在碳纳米管外壁的碳原子单链分子结的方法;分析表明通过该方法得到的碳原子单链在最高2000K的温度下依然保持稳定。同时首次发现并探讨了纳米树芽分子结的超塑性以及在拉伸过程中出现的拉丝现象。(3)利用非平衡分子动力学施加热流法对附着型纳米树芽分子结的管间热导和轴向热阻进行了模拟与计算,并与碳纳米管X型分子结的结果进行对比。