“甬江实验室同事们的平均年龄不到32岁，我2010年回国工作时33岁，比现在的你们大不了几岁。”黄庆坦言，那种对未来迷茫却又满怀憧憬和激情的状态，正是很多年轻的人在30岁左右都会经历的。

青年科研人员初涉独立科研时，普遍深陷对失败的焦虑——项目进展不顺、研究方向缺乏特色、人才评价不被认可，甚至担忧课题组能否生存。黄庆坦言，自己当年也曾被这些现实焦虑裹挟。如今，他以过来人的身份，用沉淀多年的经验，帮年轻人卸下心头的包袱。

“科学本身并不会给失败或成功打分，它只在乎你是否从中提取了价值、获得了新的理解。作为一位对新知识充满渴望的探索者，失败的经验是最大的财富。其实失败和成功没有区别，就看你怎么去从中学习到新东西。”

当前材料研究最深的思维惯性，是迷信“自然选择”。“我们习惯于把元素混在一起‘烧’，被动等待热力学来安排最终产物，得到的永远是最稳定的材料——因为这是热力学吉布斯自由能竞争的结果。”黄庆说。

然而这种常规方法，把大量不具备形成能竞争优势、却极具应用潜力的亚稳态材料，无情地排除在外。而催化反应、储能循环、生命演化——这些在微观世界充满活力的物质变化，恰恰都是非平衡态在发挥重要作用。

受基因编辑、点击化学、网格化学等诺奖级理念启发，黄庆想到了“层状材料编辑”：像编辑文稿一样，有规划地裁剪、置换、修复原子结构，让材料从“自然路径”走向“人工设计”。

以传统MAX相材料为例，如果采用常规的粉末冶金思路，含d电子的副族元素（如铁、钴、镍）始终无法进入晶格。黄庆另辟蹊径，于2019年在JACS文章中提出了“同晶置换”策略，以氯化物为原料，成功将锌、铜、铁、镍、钴等“植入”A位，打开了这一大家族材料的想象空间，将MAX相从高温结构材料转变为无限可能得功能材料。

MAX相的提出者、美国Drexel大学Michel Barsoum教授在 Materials Today 上撰文兴奋地说这个方法“exemplifies an elegant way to realize more exotic MAX phases”。

目前，团队已创制47种层状碳氮化物，其中33种被收录于国际晶体学数据库。

突破，往往藏在“失败”里。

一次实验中，学生用路易斯酸熔盐和MAX相反应，材料没有变成预期颗粒，反而像手风琴一样层层裂开。学生反馈，样品不对。那，为什么不对？

正是这一问，让团队发展出路易斯酸熔盐刻蚀策略，一举解决了含氟溶剂刻蚀法高毒、端基不可控的难题。2020年，团队将该技术拓展到庞大的MAX相家族材料中，体现了熔盐刻蚀化学的独特魅力，并成为当年 Nature Materials 发表文章中引用最高的工作。

如今，国内外越来越多的科研团队都采纳这种全新技术开展新材料的研发，如2020年美国芝加哥大学科研团队利用该技术在 Science 首次合成出超导MXene。

再往下走还能研究什么呢？“反者道之动，弱者道之用。”黄庆从《道德经》中得到了启发：

——通常的思路是通过原子氧化路径，精准“敲除”MAX相中的A位原子，获得二维范德华力MXene；

——反其道而行之，科研团队给MXene重新注入电子，结果发现MAX相能从MXene材料复原回来。

刻蚀是用氧化型的“化学剪刀”，修复是用还原型的“化学剪刀”，范德华力二维材料与非范德华力层状晶体原来可以互为起点。可逆拓扑转变，让材料重构从玄学变为工程。2023年初，Science 发表了该有趣的发现，展示了这把“化学剪刀”的魔力。

2024年，MXene被IUPAC评为2024年度十大新兴技术之一。

基础研究的最终归宿是服务国家与人类的需求。黄庆始终笃信“料要成材，材要成器，器要好用”：

核能领域：利用层状碳化物高达10¹⁸~10¹⁹/m²的界面陷阱浓度，设计具有自修复能力的耐辐照材料。

超导领域：通过化学剪刀实现铁基和镍基化合物的插层，可为新型超导体合成开辟新路径。

催化领域：基于Sabatier准则，精准调控催化剂表面原子组成和电子结构，为氢氨醇化工合成提供高活性反应位点，解决未来双碳和化工燃料问题。

……

讲座尾声，黄庆透露了加入甬江实验室后的梦想与打算。

受生命科学的启发，他提出了一个值得思考的问题：既然酶和RNA片段能剪切、修复DNA序列，那毫无生命的无机材料，为何不能实现同样的操作？

在他描绘的蓝图中，材料研究将彻底告别“把元素混在一起烧，被动等待热力学宣判”的旧时代。“我们要主动设计反应路径，像编辑代码一样敲除、置换、修复原子，让材料按我们安排的能量路径去生长。”

这不仅是一场科研范式的变革，更是一份写给未来的邀请函——“甬江实验室是奋斗者的家园，希望热爱探索的青年人都能加入进来，让我们一起编辑新材料。”