Carboxyl-modified graphene oxide (GO–COOH) possesses intrinsic peroxidase-like activity that can catalyze the reaction of peroxidase substrate 3,3,5,5-tetramethylbenzidine (TMB) in the presence of H2O2 to produce a blue color reaction. A simple, cheap, and highly sensitive and selective colorimetric method for glucose detection has been developed and will facilitate the utilization of GOCOOH intrinsic peroxidase activity in medical diagnostics and biotechnology. Detailed facts of importance to specialist readers are published as "Supporting Information". Such documents are peer-reviewed, but not copy-edited or typeset. They are made available as submitted by the authors. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.

A facile, economic and green one-step hydrothermal synthesis route using dopamine as source towards photoluminescent carbon nanoparticles (CNPs) is proposed. The as-prepared CNPs have an average size about 3.8 nm. The emission spectra of the CNPs are broad, ranging from approximately 380 (purple) to approximately 525 nm (green), depending on the excitation wavelengths. Due to the favorable optical properties, the CNPs can readily enter into A549 cells and has been used for multicolor biolabeling and bioimaging. Most importantly, the as-prepared CNPs contain distinctive catechol groups on their surfaces. Due to the special response of catechol groups to Fe(3+) ions, we further demonstrate that such wholly new CNPs can serve as a very effective fluorescent sensing platform for label-free sensitive and selective detection of Fe(3+) ions and dopamine with a detection limit as low as 0.32 μM and 68 nM, respectively. The new "mix-and-detect" strategy is simple, green, and exhibits high sensitivity and selectivity. The present method was also applied to the determination of Fe(3+) ions in real water samples and dopamine in human urine and serum samples successfully.

A facile, economic and green one-step microwave synthesis route towards photoluminescent carbon dots is proposed. The preparation requires a carbohydrate (glycerol, glycol, glucose, sucrose, etc.) and a tiny amount of an inorganic ion, and can finish in just a few minutes, no surface passivation reagent is needed. The carbon dots are biologically compatible and show favorable optical properties and have potential applications in biolabeling and bioimaging.

Engineering carbon materials as the bifunctional catalysts for both electrocatalytic oxygen reduction/evolution reactions (ORR/OER) is highly promising for the large-scale commercialization of regenerative fuel cells and rechargeable metal-air batteries. Codoping carbons with heteroatoms can achieve unique electronic structures and show tailored electrocatalytic capabilities by rationally regulating their dopants. Sulfur is one of the most important dopants from both experimental and theoretical perspectives. In this work, a novel, highly efficient and environmentally benign method for sulfur incorporation into carbon framework has been developed facilely on the basis of graphene oxide-polydopamine (GD) hybrids to derive the N, S-codoped mesoporous carbon nanosheets. 16.7 at% S can be conjugated to the GD hybrids associated with the S doping efficiency up to 6.1% after 800 °C pyrolysis, which is higher than most previous S doping approaches. The resultant N, S-codoped mesoporous carbon nanosheets exhibit superior performance with favorable kinetics and excellent durability as a bifunctional ORR and OER catalyst, which is much better than that of most reported metal-free doped carbon, even transition metal and noble metal catalysts. The high concentrations of multiple dopants, abundant porous architecture and good electron transfer ability are believed to significantly expedite the ORR and OER catalytic processes. In the light of physicochemical versatility and structural tunability of polydopamine (PDA), this work provides a universal platform towards further development of PDA-based carbon materials with heteroatom dopants as the highly efficient electrocatalysts.

SWNTs possess intrinsic peroxidase-like activity, catalyzing the reaction of peroxidase substrate 3,3,5,5-tetramethylbenzidene (TMB) in the presence of H2O2 to produce a color reaction. Here SWNTs have been used for label-free colorimetric detection of disease-associated single-nucleotide polymorphism with a direct detection limit of 1 nM. Detailed facts of importance to specialist readers are published as ”Supporting Information”. Such documents are peer-reviewed, but not copy-edited or typeset. They are made available as submitted by the authors. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.

A novel strategy to dissociate amyloid aggregation is presented, using localised heat generation from a clinically used amyloid staining dye, thioflavin-S (ThS)-modified graphene oxide (GO) under NIR laser irradiation. Compared to traditional chemotherapies, photothermal therapy shows reduced side effects and improved selectivity and safety.

Dual heteroatom-doped carbon materials are efficient electrocatalysts via a synergistic effect. With nitrogen as the primary dopant, boron, sulfur, and phosphorus can be used as secondary elements for co-doped carbons. However, evaluation and analysis of the promotional effect of B, P, and S to N-doped carbons has not been widely researched. Here we report a robust platform that is constructed through polydopamine to prepare N,B-, N,P-, and N,S-co-doped carbon nanosheets, characterized by similar N species content and efficient B, P, and S doping. Systematic investigation reveals S to have the greatest promotional effect in hydrogen evolution reactions (HER) followed by P and that B decreases the activity of N-doped carbons. Experimental and theoretical analyses show the secondary heteroatom promotional effect is impacted by the intrinsic structures and extrinsic surface areas of both materials, i.e., electronic structures exclusively determine the catalytic activity of active sites, while large surface areas optimize apparent HER performance.

Overall water splitting involved hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER) are critical for renewable energy conversion and storage. Heteroatom‐doped carbon materials have been extensively employed as efficient electrocatalysts for independent HER or OER processes, while those as the bifunctional catalysts for simultaneously generating H 2 and O 2 by splitting water have been seldom reported. Inspired by the unparalleled virtues of polydopamine, the authors devise the facile synthesis of nitrogen and sulfur dual‐doped carbon nanotubes with in situ, homogenous and high concentration sulfur doping. The newly developed dual‐doped electrocatalysts display superb bifunctional catalytic activities for both HER and OER in alkaline solutions, outperforming all other reported carbon counterparts. Experimental characterizations confirm that the excellent performance is attributed to the multiple doping together with efficient mass and charge transfer, while theoretical computations reveal the promotion effect of secondary sulfur dopant to enhance the spin density of dual‐doped samples and consequently to form highly electroactive sites for both HER and OER.