爆炸冲击波法在材料合成领域具有重要应用价值。本文首先以富勒烯C₆₀和He惰性气体为原料，采用爆炸冲击波法合成并分离得到He@C₆₀。然后采用第一原理分子动力学（AIMD）方法模拟爆轰冲击波中内嵌富勒烯He@C₆₀的形成过程。结果表明，He@C₆₀形成可以分为三步：爆轰冲击波加速粒子碰撞，导致富勒烯分子C-C键断裂形成缺陷；He原子嵌入笼内；缺陷修复形成完整的富勒烯内嵌物。爆炸冲击波作用下C₆₀分子之间的碰撞同样引人注目。本文模拟了C₆₀分子的碰撞速度范围在1.15×10³～2.87×10³m·s^-1时的低能碰撞以及在2.95×10³～3.39×10³m·s1范围内的高能碰撞。结果表明，在低能碰撞下C₆₀表现出一种弹性行为。当速度增加到2.95×10³m·s1时C₆₀发生化学变化，其压缩形变为32.9%，并有C₆₀断裂产生。碰撞速度为3.23×10³m/s时，碳笼分解破裂形成C₅₉和C₅₈富勒烯。该数值体现了冲击波速度对实验条件下C₆₀的结构的影响。本文同时模拟了几种聚合富勒烯结构。结果表明C₆₀的化学反应和聚合是导致实验中C₆₀回收率降低的主要原因。本文采用高效液相色谱法分离得到爆轰产物中的富勒烯氧化物，采用密度泛函对三种富勒烯氧化物结构进行优化。AIMD模拟爆炸冲击波下两个C₆₀O分子的质心碰撞。结果表明，C₆₀O相互碰撞导致碳笼破裂产生缺陷，同时氧原子结合一个碳原子形成CO嵌入笼内，爆炸过程中形成的外来C原子修复该碳笼形成CO@C₆₀，此过程显示了一种氧内嵌富勒烯的形成机理。