Aún con los recursos de cómputo, el estudio teórico de las interacciones entre moléculas de gran tamaño continúa siendo bastante limitado, debido al alto costo computacional y a la falta de metodologías eficientes y computacionalmente costeables de aplicar a este tipo de sistemas. La presente tesis abordó el estudio de funcionalización de nanotubos de carbono de pared única (SWCNTs, por sus siglas en inglés) con una molécula hidrofílica (colina) o hidrofóbica (ácido palmítico), y el estudio de la interacción de este tipo de nanotubos dopados con nitrógeno con ciertos isómeros del ácido linoleico (AL). Para este tipo de sistemas, la implementación de un cálculo de optimización geométrica empleando la teoría del funcional de la densidad (DFT), por sus siglas en inglés) con un conjunto de base adecuado como la 6-31G*, resulta poco factible de realizar aún con recursos computacionales de alto rendimiento. Para llevar a cabo dichos estudios, se propuso entonces desarrollar cálculos de optimización geométrica empleando el método el método semiempírico PM6 y utilizar las coordenadas optimizadas para realizar cálculos de punto sensible a nivel de DFT. En el estudio de la interacción con el AL se desarrolló y validó una nueva metodología a la que se denominó Segmentación y Aproximación Aditiva (SAA), que se basa en la fragmentación del sistema completo en pequeños segmentos, preservando en dicha segmentación el tipo y el número de interacciones responsables de la estabilidad del sistema completo. Como principal aporte de esta tesis al área de investigación teórica en nanomateriales, se destaca la implementación y validación de la metodología SAA, la cual podría ser aplicada al estudio de funcionalización exohedral no covalente de SWCNTs u otros nanomateriales con moléculas grandes. Además, como ventajas de la SAA se destacan la reducción del tiempo de cálculo, y la posibilidad de que cada segmento derivado de la fragmentación del sistema completo, en función de su importancia y relevancia y relevancia a la estructura y propiedades, pueda ser estudiado en profundidad a un nivel de teoría más alto ocupado y el orbital molecular más bajo no ocupado (HOMO-LUMO) de todo el sistema, no puede estimarse mediante la adición de los resultados de los segmentos.