“导师们手把手教了我很多”，他最终做出一项“野心勃勃”的研究
“导师们手把手教了我很多”，他最终做出一项“野心勃勃”的研究
有一段时间，黄超常常梦见自己变成了一颗氢原子。
那是2024年，他在澳大利亚悉尼大学读博二。深夜合上电脑睡去，他就“掉进”了金属晶格里，与周围的氢原子一起迁移、停留。有时画面会突然切到第三视角，他看着眼前的原子快速移动，就像白天在实验中观察到的那样。
白天，他在观测碳扩散如何影响氢原子的行为，翻来覆去想问题；到了夜里，原子也不肯放过他。
而他想看清的东西，导师一开始就委婉地提醒过：“这个实验可能做不出来。”
两年后，曾让他辗转反侧的梦，不再只是一个“梦”。11月4日，黄超作为第一作者完成的论文在Nature正式上线。研究首次用可靠证据识别了金属晶格中的固溶氢（直接“溶”在晶格里、没有被缺陷捕获的氢），并确认了影响氢固溶能力的因素。审稿人给出的评价是“野心勃勃”（ambitious）。
▲黄超在实验室进行冷冻三维原子探针实验。
“这个实验可能做不出来”
黄超与氢原子的缘分，是一点点积累起来的。
2019年，他来到哈尔滨工业大学（深圳）教授刘兴军的课题组，做合金设计相关研究。研究越往深处走，他越意识到，材料宏观性能的变化，最终都能追溯到原子尺度上的结构与化学变化。
对原子尺度的观测，离不开两样“利器”：透射电子显微镜能观察晶体结构与缺陷，三维原子探针能在三维空间解析原子的位置。但彼时，国内鲜有高校拥有这些造价极高的先进仪器，做相关实验往往要与第三方公司合作。
规划博士生涯时，黄超有意识地去找拥有这两样仪器的实验室。
在一个三维原子探针网课上，黄超结识授课老师、悉尼大学研究员Eason Chen（现为新加坡南洋理工大学助理教授）并与他主动交流，讨论攻读博士的机会。Eason此前在读博时就开始尝试搭建的低温三维原子探针平台，把“看见氢原子”做到了近原子尺度。
2022年，完成硕士学业后，黄超跨过半个地球，来到悉尼大学读博，由Julie Cairney教授、Eason及Ranming Niu博士共同指导。
博士第一年，他投入大量时间读文献、接受仪器培训。为了早一点拿到仪器使用权限，他和实验仪器工程师熟悉后，还偷偷请对方为自己“走后门”。
与此同时，他接手了一个原位变形课题。但此类实验常常聚焦于完全微观尺度的变化，和他所偏爱的联系微观组织与宏观力学行为的、“见微知著”式的研究有些冲突，所以他把这个兴趣转向原子尺度下的氢脆机理。
氢脆，是指金属材料在服役过程中很容易与氢相遇，氢原子在材料里扩散、聚集后，会让气体管道、汽车零部件、螺栓等发生断裂。
进入金属的氢主要有两种存在形式：一是晶格中的固溶氢，二是被“氢陷阱”捕获的氢。其中，陷阱又分强陷阱、弱陷阱，前者牢牢束缚氢，后者只能短暂留住氢。传统实验只能测出材料中一共有多少氢，却分不清它们被谁捕获。
黄超向导师说出了自己的研究目标：确认不同氢陷阱的捕氢能力。
Eason和Julie起初并不乐观，提前给他“打预防针”：“这个实验可能做不出来”。但他们尊重学生的想法，支持他试一试。
博一学年结束时的组会上，Julie说：“Chao是我学术生涯里极少见的第一年就很清楚自己要做什么并且做得很好的博士生。”
黄超很开心，也有点心虚：“鼓励与肯定可以让人高兴，却不能让人停下来。继续往前走，才有机会成为更好的自己。”