In this paper, the hierarchical SnO2 nanostructures (HTNs) were prepared by a facile hydrothermal process. The prepared HTNs were characterized in detail by various analytical techniques that reveal the well-crystallinity with tetragonal rutile structure of SnO2 for the as-prepared material. By detailed experiments, interestingly, it was observed that the shapes and sizes of as-prepared HTNs could be tailored by varying the precursor concentration and reaction time. The synthesized HTNs were used as the efficient photocatalysts for the photocatalytic degradation of methylene blue (MB) under light illumination which showed almost complete degradation (∼99%) of MB dye in 20 min. The observed degradation for MB dye was higher than other commonly used dyes, i.e. methyl orange (MO; 96% in 50 min) and Rhodamine B (RhB; 97% in 40 min.). Further, the prepared HTNs were used as the effective gas sensing material to examine a series of volatile gases, such as ethanol, ammonia, benzene, acetone, toluene, methanol, diethyl ether, and methanol. By the detailed experiments, it was observed that the prepared HTNs exhibited tremendous gas sensing performance toward ethanol. Finally, because of the unique morphology and the fast ion and electron transfer characteristics, the prepared HTNs show excellent supercapacitor performances.

Rational design and synthesis of binder-free hybrid electrodes with hierarchical core-shell structures has been regarded as an effective strategy to improve the electrochemical performance of the supercapacitors. In this work, Co3O4@NiCo2O4 core-shell structures with high yield are successfully fabricated on flexible carbon cloth using a facile hydrothermal method for ultralong Co3O4 nanowires and a chemical bath for NiCo2O4 nanoflakes. The as-fabricated core-shell structures present an excellent areal capacitance of 4.35 F cm−2 at 1 mA cm−2 and specific capacitance of 1450 F g−1 at 1 A g−1 current density with a stable operational voltage of 0–0.4 V and outstanding cycling stability (~4.2% loss after 6000 cycles at a charge-discharge current density of 10 mA cm−2). The enhanced electrochemical behaviors could be ascribed to rational design of NiCo2O4 nanoflakes adhering on Co3O4 nanowires, which promotes two electroactive materials utilizing the synergistic effect to supply more pathways for accelerating fast electron and ion transfer. The as-prepared hybrid electrode with improved supercapacitor performance could be considered as potential electrode materials for energy storage applications.

Abstract Electronic skins (e-skins) are devices that can respond to mechanical stimuli and enable robots to perceive their surroundings. A great challenge for existing e-skins is that they may easily fail under extreme mechanical conditions due to their multilayered architecture with mechanical mismatch and weak adhesion between the interlayers. Here we report a flexible pressure sensor with tough interfaces enabled by two strategies: quasi-homogeneous composition that ensures mechanical match of interlayers, and interlinked microconed interface that results in a high interfacial toughness of 390 J·m −2 . The tough interface endows the sensor with exceptional signal stability determined by performing 100,000 cycles of rubbing, and fixing the sensor on a car tread and driving 2.6 km on an asphalt road. The topological interlinks can be further extended to soft robot-sensor integration, enabling a seamless interface between the sensor and robot for highly stable sensing performance during manipulation tasks under complicated mechanical conditions.

In this work, we report the synthesis of porous SnO2 nanowire bundles with high yield through a simple solution approach. The bundles are composed of porous SnO2 nanowires with overall diameters in the range of 80–120 nm. Growth control of the sample morphology is demonstrated by adjusting the dose of Sn precursor. Functional tests of the nanowire bundles include photocatalytic effect in the degradation of Rhodamine B (RhB), and electrochemical properties as a Li-ion battery anode. The electrochemical test reveals that the as-synthesized product shows a very high reversible capacity and Coulombic efficiency in the initial cycles, as well as reasonably good cycling performance compared with other SnO2 nanostructures. Such porous SnO2 nanostructures synthesized by the simple and cheap method are expected to have application potential in waste water treatment and/or energy storage.

Ordered WO3 nanowire arrays on carbon cloth (WNCC) conductive substrates are successfully prepared by a facile hydrothermal method. The as-prepared samples were characterized by XRD, SEM and TEM and directly functionalized as supercapacitor (SC) and lithium-ion battery (LIB) electrodes without using any ancillary materials such as carbon black or binder. The unique structural features endow them with excellent electrochemical performance. The SCs demonstrate high specific capacitance of 521 F g−1 at 1 A g−1 and 5.21 F cm−2 at 10 A cm−2 and excellent cyclic performance with nearly 100% capacity retention after 2000 cycles at a current density of 3 A g−1. All-solid-state SCs based on the integrated electrodes are also presented, exhibiting high flexibility without obvious performance declination at different bending states. A high capacity of 662 mA h g−1 after 140 cycles at a 0.28 C rate and excellent rate capabilities are also obtained for LIBs due to the unique structures of the integrated electrodes.

In this work a rigid asymmetrical tricarboxylate ligand p-terphenyl-3,4″,5-tricarboxylic acid (H3L) has been employed, and a unique heterometallic alkaline earth–lanthanide microporous luminescent metal–organic framework (MOF) {[Ba3La0.5(μ3-L)2.5(H2O)3(DMF)]·(3DMF)}n (1·3DMF) (DMF = dimethylformamide) has been isolated under solvothermal conditions. Single-crystal X-ray structural analysis demonstrates that 2D inorganic Ba–O–La connectivity can be observed in 1, which are further bridged via rigid terphenyl backbones of L3–, forming a unique I2O1-type microporous luminescent framework. A 1D microporous channel with dimensionality of 9.151(3) Å × 10.098(1) Å can be observed along the crystallographic a axis. PXRD patterns have been investigated indicating pure phases of 1. The luminescence explorations demonstrated that 1 exhibits highly selective and sensitive sensing for Al3+ over other cations with high quenching efficiency Ksv value of 1.445 × 104 L·mol–1 and low detection limit (1.11 μM (S/N = 3)). Meanwhile 1 also exhibits highly selective and sensitive sensing for MnO4– over other anions with quenching efficiency Ksv = 7.73 × 103 L·mol–1 and low detection limit (0.28 μM (S/N = 3)). It is noted that, when different concentrations of MnO4– solutions (0.5 to 100 μM) were dropped into the suspension of 1, the bright blue luminescence of the suspension observed under UV light can gradually change into pink color, indicating visually luminescent sensing, which makes the detection process of MnO4– more convenient in practical. The result also reveals that 1 represents the first example of bifunctional heterometallic alkaline earth-lanthanide MOF-based luminescent probes for selectively detecting Al3+ and MnO4– in the water solutions.