中国粉体网讯 香港理工大学（理大）机械工程学系采用崭新科技，将传导性能高的纳米材料植入半导体纳米纤维，研发出的合成物具高速传导性能，因而应用范围广泛，应用于创造洁净能源和环境的范畴，效果尤佳。
这项发明于第四十五届国际发明展获颁「评判特别嘉许金奖」，发明展于今年3月29日至4月2日于瑞士日内瓦举行。
解决议题
半导体材料可制成非常细小的纳米纤维，直径小至60纳米(少于一根人类头发的千分之一)，在今日社会广泛应用于光子产品 (如:太阳能电池、清洁环境的光触媒)，亦有用于非光子产品 (如: 生物化学感应器、锂电池)。半导体吸收光或能源后，会激发电子和电洞的产生，形成电流及讯息；然而，电子和电洞容易快速复合，导致流动减少，相关功能亦因而大减。这特性令半导体纳米纤维的应用与发展大受制肘。
理大机械工程学系团队研发的崭新科技，正能解决上述问题。团队由创新产品与科技讲座教授梁焕方教授率领，采用静电纺纱技术，将传导性能高的纳米材料(例如:石墨烯、碳纳米管)，植入半导体纳米纤维(例如:二氧化钛 TiO2)，制成具高速传导性能的半导体纳米纤维，其仿如为电子流动筑建的高速公路，大大提升电子流动速度，减少电子与电洞复合情况。
高速传导性能的半导体纳米纤维的应用与发展范畴非常众多，梁教授的团队先在两大环保范畴作应用研究: 太阳能电池，以及清洁环境的光触媒。
提升太阳能电池效率
研发最新世代的太阳能电池，包括颜料敏化太阳能电池(Dye Sensitized Solar Cell /DSSC)及钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cell)，是发展清洁及再生能源的未来方向。然而，要更广泛应用，仍需着力研究两大范畴: 提升能量转换效率，以及减低生产成本。
理大团队以突破性科技，将碳纳米管/石墨烯植入颜料敏化/钙钛矿太阳能电池内的二氧化钛 (TiO2) 半导体纳米纤维，证实能量转换效率提升40-66%。在成本效益方面，如与市面普通使用的多层晶体硅太阳能电池比较，按其产生一度电的电费为US$0.25 (HK$1.94) 作推算，有植入碳纳米管的颜料敏化太阳能电池的成本会高12 - 32% (HK$2.18 - 2.56)；而有植入石墨烯的钙钛矿太阳能电池的成本则低28 - 40% (HK$1.17 - 1.40)。
由于理大研发的半导体纳米纤维传导性能甚为高速，能助大幅提升效率，相信不久将来，按此科技研研发出的太阳能电池，效率会远胜硅太阳能电池，兼且成本亦较后者低。
提升光触媒清洁空气功能
二氧化钛(TiO2)是现时市面广泛应用于空气净化及消毒装置的光触媒物质，不过，TiO2 只受紫外光激发 (占太阳能约6%) ，在室内环境使用效果不理想，如要更广泛应用于不同范畴，面临相当制肘；此外，TiO2将一氧化氮(NO) 转化为二氧化氮(NO2)的效率亦较低，一般低于 5%。
理大团队将石墨烯卷植入TZB(主要成分为 TiO2)合成物，产生的崭新半导体纳米纤维，能发挥高速公路功效，快速输送电子，将已吸附的污染物氧化。此外，在崭新的半导体纳米纤维，吸光及吸附有害分子的外露面积亦大幅增加。
崭新的半导体纳米纤维可将90%的NO 转化为NO2，效率比不含石墨烯者增加35%；与市面广泛应用的优质TiO2粒子比较，转化效率更优胜10倍，而成本则低10倍。
应用范畴广泛、发展空间无限
半导体纳米纤维的应用广泛，发展空间辽阔。理大以突破性科技，研发高速传导性能的半导体纳米纤维，未来在各领域的发展潜力无可限量。
除了应用于研发效能大幅提升的太阳能电池及光触媒外，其他具发展潜力范畴的明显例子包括: 提高生物化学感应器的敏感度及感应速度，以及生产电阻少、储电能力强的锂电池。
