Este livro foi editado a partir de minha tese de doutorado, feito durante os anos de 2006 a 2010 na Universidade Federal de Minas Gerais, em Belo Horizonte - MG. Durante esse período, estudei diversos sistemas cuja escala de tamanho varia de alguns poucos nanômetros. Aqui apresento alguns desses sistemas: nanofios de níquel encapsulados por nanotubos de carbono e aglomerados feitos de alguns átomos de ouro ou prata também encapsulados por nanotubos de carbono. Investigamos suas propriedades estruturais, eletrônicas e magnéticas utilizando cálculos computacionais envolvendo métodos quânticos.