随着器件尺寸的日益缩小和集成度的日益提高，从原子尺度认识并精确控制表面结构、性质、性能及涉及的反应变得尤为重要。该成果围绕石墨烯及继石墨烯之后发现的二维材料，过渡金属硫化物(MX2)、过渡金属碳/氮化物(MXene)等，这些材料已在电子和光电器件，能量转化和存储及催化领域展现了广泛的应用前景，该项目聚焦二维材料在能量存储和转换技术及纳米尺度自旋电子器件领域的应用，以提升二维材料磁性性质及能量存储和转换性能为目标，聚焦原子结构设计和性质调控，研究处于表界面科学的重要核心领域。提出了在二维材料表面修饰单金属原子的设计准则；开发了二维材料同质和异质界面自动建模、界面特性高通量计算、结果自动收集和处理的软件；研究了新型高居里温度单层铁磁材料的设计方法。该成果主要采用理论计算的方法，深入系统地开展了以上研究内容。项目执行期间（2016~2022 年），共发表SCI学术论文37篇，包括ACS Applied Materials & Interfaces、Nanoscale、ChemCatChem、International Journal of Hydrogen Energy等，其中影响因子7以上论文12篇，影响因子4以上论文13篇，5篇代表性论文同行他引278次。