半導體可算是不少電子設備背後的無名英雄。在過去幾十年間，不管是晶體管還是集成電路，都有它的蹤影。若沒有半導體，現今運算能力強大的智能手機也不可能如此纖巧。半導體獲廣泛應用是因為它介乎導電體與絕緣體之間的導電性，不過正因為導電性不足，在半導體中產生的電荷無法被快速導走，造成電流微弱或效率偏低。有見及此，機械工程學系創新產品與科技講座教授梁煥方率領研究團隊，開發嶄新的半導體納米纖維。它的直徑只有60至80納米（即人類頭髮直徑的千分之一），當中嵌入高導電材質，如多層卷狀石墨烯或碳納米管。此半導體納米纖維不但保留了半導體的有用特性，更把其導電效率提升至100倍或以上，可謂兩全其美。若把新發明應用於電子產品上，定能大幅提升產品的靈敏度及效能。
技術原理：電子及空穴
一般半導體接上電流或受光照射時，被激發的電子會跳出能量層，留下正電荷的空穴。帶負電荷的電子受正電荷的空穴吸引，容易被引回空穴，導致電子或電荷的流動減少，因而降低電子產品的效率。梁教授開發的半導體納米纖維因中心加入高導電的石墨烯或碳納米管，所產生的電子會立即被傳送，被引回空穴的機會大大減少。梁教授闡解道：「石墨烯片由石墨製成，經切割和淨化的石墨被加進前體溶液中。已加入石墨的前體溶液以電紡法製成納米纖維，過程中，石墨烯片被捲起，成為納米纖維的中心。納米纖維再經加熱去除水分和有機物，最後變成直徑僅60至80納米的半導體納米纖維。導電的石墨烯卷芯為電子提供專用的高速公路，而外殼則保留了正常半導體的特性。在實驗中，石墨烯/碳納米管半導體納米纖維顯著提升了太陽能電池和空氣清新機的效率。此外，由於石墨烯片成卷狀，沒有邊緣，故不會像傳統石墨烯片般出現電子沿著邊緣流失或被引回空穴的情況。在我們的配置中，電子只沿著納米纖維的軸心單向流動，這正是最理想的特性。」
提升太陽能電池效率
染料敏化太陽能電池是可再生能源的新希望，也是最環保的能源之一。儘管科技不斷進步，太陽能電池的效率卻仍偏低。因此，梁教授與團隊將納米碳管嵌進用於染料敏化太陽能電池的半導體納米纖維中。梁教授指：「首先，碳納米管由碳分子組成，本身就有吸光能力，有助吸收未被小分子染料吸收的光線。此外，碳納米管芯迅速導電，降低電子被引回空穴的機會，因而能夠產生更多電流。」在實驗中，碳納米管半導體納米纖維成功地把染料敏化太陽能電池的效率提升至最多66％，成績令人鼓舞。
改善空氣清新機性能
半導體二氧化鈦普遍用於空氣清新機中，是一種光催化劑。不過，二氧化鈦只能收集僅佔總光譜能量5％的紫外線。為提高空氣淨化效率，梁教授將石墨烯 / 納米碳管嵌進由二氧化鈦、鋅和鉍複合的納米纖維中（簡稱複合TZB），便可收集多達50％的光譜波長。「把石墨烯嵌進複合TZB納米纖維中，成為TZB-Gr納米纖維，令表面積大大增加80％，有更多面積吸收光線和吸住有害粒子，空氣淨化效果自然更佳。在實驗中，用石墨烯複合納米纖維製成的空氣清新機與市面上單用二氧化鈦納米顆粒的型號相比，效率至少高七倍。這是由於有效表面積增加，所收集的光能增加，電子被引回空穴的機會減少，令電量增強的緣故。」
據梁教授指，團隊正研究石墨烯/碳納米管半導體納米纖維的其他應用，如敏感度極高的快速生物化學傳感器、以水解製造氫氣，以及低電阻大容量的鋰電池等。
此科技已於2015取得美國專利，並於2017年3月在第45屆瑞士日內瓦國際發明展中勇奪評判特別嘉許金獎。
