Development of conformal n-channel organic phototransistor (OPT) array is urgent for future applications of organic complementary circuits in portable and wearable electronics and optoelectronics. In this work, the ultrathin conformal OPT array based on air-stable n-type PTCDI-C13H27 was fabricated. The OPT array shows excellent electrical and photoelectrical performance, good device uniformity, and remains stable in electron mobility by 83% after 90 days compared to the initial values. Eventhough mobility, on-state current, off-state current, and photocurrent of PTCDI-C13H27 thin film phototransistor show slight decrease with the decreased bending radius, the device still remains the stable photosensitivity as high as 104 when the device is freely adhered on the 2D surfaces and 3D hemispherical sphere, which is in a class with the highest photosensitivity for perylene diimide derivatives. These results present the promising application potential of our conformable air-stable n-type PTCDI-C13H27 OPTs as the photodetection system of curved artificial compound eyes in wearable and portable electronics and optoelectronics.

Abstract Carbon nanodots (C‐dots) show great potential as an important material for biochemical sensing, energy conversion, photocatalysis, and optoelectronics because of their water solubility, chemical inertness, low toxicity, and photo‐ and electronic properties. Numerous methods have been proposed for the preparation of C‐dots. However, complex procedures and strong acid treatments are often required, and the as‐prepared C‐dots tend to be of low quality, and in particular, have a low efficiency for photoluminescence. Herein, a facile and general strategy involving the electrochemical carbonization of low‐molecular‐weight alcohols is proposed. As precursors, the alcohols transited into carbon‐containing particles after electrochemical carbonization under basic conditions. The resultant C‐dots exhibit excellent excitation‐ and size‐dependent fluorescence without the need for complicated purification and passivation procedures. The sizes of the as‐prepared C‐dots can be adjusted by varying the applied potential. High‐quality C‐dots are prepared successfully from different small molecular alcohols, suggesting that this research provides a new, highly universal method for the preparation of fluorescent C‐dots. In addition, luminescence microscopy of the C‐dots is demonstrated in human cancer cells. The results indicate that the as‐prepared C‐dots have low toxicity and can be used in imaging applications.

Exosomes, as novel noninvasive biomarkers for disease prediction and diagnosis, have shown fascinating prospects in monitoring cancer-linked public health issues. Herein, a unique Cy3 labeled CD63 aptamer (Cy3-CD63 aptamer)/Ti3C2 MXenes nanocomplex was constructed as a self-standard ratiometric fluorescence resonance energy transfer (FRET) nanoprobe for quantitative detection of exosomes. The Cy3-CD63 aptamer can be selectively adsorbed onto the Ti3C2 MXene nanosheets by hydrogen bond and metal chelate interaction between the aptamer and MXenes, and the fluorescence signal from Cy3-CD63 aptamer was quenched quickly owing to the FRET between the Cy3 and MXenes. The fluorescence of Cy3 greatly recovered after the addition of the exosomes which can specifically combine with the aptamer and release from the surface of Ti3C2 MXenes due to the high affinity between the aptamer and CD63 protein on exosome surface. Meanwhile, the self-fluorescence signal of MXenes in the whole process showed little change, which can be used as a standard reference. Based on the self-standard turn-on FRET biosensing platform the detection limit of exosome was determined as 1.4 × 103 particles mL–1, which was over 1000× lower than that of conventional ELISA method. This fluorescence sensor can also be used for the identification of multiple biomarkers on the exosome surface and different kinds of exosomes, combining with the fluorescent confocal scanning microscope image. The proposed strategy not only provides a universal nanoplatform for exosomes, but also can be extensively expanded to multiple biomarkers detection, which may promise the prospect of MXenes as robust candidates in biological fields.

Biological thiols play a critical role in biological processes and are involved in a variety of diseases. The discrimination detection of biological thiols is of increasing importance in clinical diagnosis. In this paper, a novel nanosensor was developed to discriminate cysteine (Cys) from homocysteine (Hcy) and glutathione (GSH) with multiple signals: colorimetric, photoluminescence (PL), and up-conversional photoluminescence (UCP). The nanosensor (NC-dots/AuNPs) was constructed by nitrogen-doped carbon dots (NC-dots) and gold nanoparticles (AuNPs) through assembling NC-dots "shell" on AuNPs and showed the obvious different response to Cys, Hcy, and GSH with colorimetric, PL, and UCP signals. The discrimination effect for Cys is originated from conformations and interaction difference of the thiols groups in Cys and Hcy and/or GSH with AuNPs. Among them, only Cys can quickly penetrate into the NC-dots "shell" of the composite and induce the dispersing of the aggregated NC-dots/AuNPs, which lead to the color change from purple to red and the recovery of PL and UCP of NC-dots. This assay was successfully applied for the detection of Cys in human serum with the detection limit of 4 nM.

In this paper, a new strategy for the construction of multifunctional electrochemical detection platforms based on the Michael addition/Schiff base reaction of polydopamine modified reduced graphene oxide was first proposed. Inspired by the mussel adhesion proteins, 3,4-dihydroxyphenylalanine (DA) was selected as a reducing agent to simultaneously reduce graphene oxide and self-polymerize to obtain the polydopamine-reduced graphene oxide (PDA-rGO). The PDA-rGO was then functionalized with thiols and amines by the reaction of thiol/amino groups with quinine groups of PDA-rGO via the Michael addition/Schiff base reaction. Several typical compounds containing thiol and/or amino groups such as 1-[(4-amino)phenylethynyl] ferrocene (Fc-NH2), cysteine (cys), and glucose oxidase (GOx) were selected as the model molecules to anchor on the surface of PDA-rGO using the strategy for construction of multifunctional electrochemical platforms. The experiments revealed that the composite grafted with ferrocene derivative shows excellent catalysis activity toward many electroactive molecules and could be used for individual or simultaneous detection of dopamine hydrochloride (DA) and uric acid (UA), or hydroquinone (HQ) and catechol (CC), while, after grafting of cysteine on PDA-rGO, simultaneous discrimination detection of Pb(2+) and Cd(2+) was realized on the composite modified electrode. In addition, direct electron transfer of GOx can be observed when GOx-PDA-rGO was immobilized on glassy carbon electrode (GCE). When glucose was added into the system, the modified electrode showed excellent electric current response toward glucose. These results inferred that the proposed multifunctional electrochemical platforms could be simply, conveniently, and effectively regulated through changing the anchored recognition or reaction groups. This study would provide a versatile method to design more detection or biosensing platforms through a chemical reaction strategy in the future.

Abstract Effective optical limiters (OLs) are necessary devices for the protection of various sensitive photo‐detectors, cameras, infrared sensors, or even the human eyes once encountering unexpected high‐intensity illumination or laser blinding attacks. Vanadium dioxide (VO 2 ) shows pronounced infrared switching behavior across the phase transition, which is considered as an idea optical limiter for broad‐band infrared laser protection. However, the self‐adapting optical limiter function based on VO 2 is quite difficult to realize since the open‐state absorptance of the VO 2 layer is always very low, which makes the laser irradiation cannot trigger the phase transition quickly. In the current study, a self‐excited VO 2 infrared optical limiter is proposed, which is integrated by a transferred VO 2 layer, InGaAs micro/nano wires, and a local heater. Based on the“optical response–electric heating” strategy, the phase transition of VO 2 layer can be quickly triggered once the incident laser beam intensity exceeds the pre‐set threshold value. In addition, this integrated device has an excellent switching ratio, flexible controllability, and stability. This work achieves a practical VO 2 optical limiter device and provides a promising strategy for developing VO 2 ‐based integrated multifunctional devices in the future.

This study presents the synthesis of a transparent, flexible gel polymer electrolyte (GPE) based on the protic ionic liquid BMImHSO