This paper describes the development of glucose biosensors based on carbon nanotube (CNT) nanoelectrode ensembles (NEEs) for the selective detection of glucose. Glucose oxidase was covalently immobilized on CNT NEEs via carbodiimide chemistry by forming amide linkages between their amine residues and carboxylic acid groups on the CNT tips. The catalytic reduction of hydrogen peroxide liberated from the enzymatic reaction of glucose oxidase upon the glucose and oxygen on CNT NEEs leads to the selective detection of glucose. The biosensor effectively performs a selective electrochemical analysis of glucose in the presence of common interferents (e.g., acetaminophen, uric and ascorbic acids), avoiding the generation of an overlapping signal from such interferers. Such an operation eliminates the need for permselective membrane barriers or artificial electron mediators, thus greatly simplifying the sensor design and fabrication.

We report the use of chemical vapor deposition (CVD) for the bulk production (grams per day) of long, thin, and highly crystalline graphene ribbons (<20-30 microm in length) exhibiting widths of 20-300 nm and small thicknesses (2-40 layers). These layers usually exhibit perfect ABAB... stacking as in graphite crystals. The structure of the ribbons has been carefully characterized by several techniques and the electronic transport and gas adsorption properties have been measured. With this material available to researchers, it should be possible to develop new applications and physicochemical phenomena associated with layered graphene.

Abstract Solar energy is abundant and environmentally friendly. Light trapping in solar-energy-harvesting devices or structures is of critical importance. This article reviews light trapping with metallic nanostructures for thin film solar cells and selective solar absorbers. The metallic nanostructures can either be used in reducing material thickness and device cost or in improving light absorbance and thereby improving conversion efficiency. The metallic nanostructures can contribute to light trapping by scattering and increasing the path length of light, by generating strong electromagnetic field in the active layer, or by multiple reflections/absorptions. We have also discussed the adverse effect of metallic nanostructures and how to solve these problems and take full advantage of the light-trapping effect.

Foldable photoelectronics and muscle-like transducers require highly stretchable and transparent electrical conductors. Some conducting oxides are transparent, but not stretchable. Carbon nanotube films, graphene sheets and metal-nanowire meshes can be both stretchable and transparent, but their electrical resistances increase steeply with strain <100%. Here we present highly stretchable and transparent Au nanomesh electrodes on elastomers made by grain boundary lithography. The change in sheet resistance of Au nanomeshes is modest with a one-time strain of ~160% (from ~21 Ω per square to ~67 Ω per square), or after 1,000 cycles at a strain of 50%. The good stretchability lies in two aspects: the stretched nanomesh undergoes instability and deflects out-of-plane, while the substrate stabilizes the rupture of Au wires, forming distributed slits. Larger ratio of mesh-size to wire-width also leads to better stretchability. The highly stretchable and transparent Au nanomesh electrodes are promising for applications in foldable photoelectronics and muscle-like transducers.

We show that a planar structure, consisting of an ultrathin semiconducting layer topped with a solid nanoscopically perforated metallic film and then a dielectric interference film, can highly absorb (superabsorb) electromagnetic radiation in the entire visible range, and thus can become a platform for high-efficiency solar cells. The perforated metallic film and the ultrathin absorber in this broadband superabsorber form a metamaterial effective film, which negatively refracts light in this broad frequency range. Our quantitative simulations confirm that the superabsorption bandwidth is maximized at the checkerboard pattern of the perforations. These simulations show also that the energy conversion efficiency of a single-junction amorphous silicon solar cell based on our optimized structure can exceed 12%.

Dropwise condensation can enhance heat transfer by an order of magnitude compared to film condensation. Superhydrophobicity appears ideal to promote continued dropwise condensation which requires rapid removal of condensate drops; however, such promotion has not been reported on engineered surfaces. This letter reports continuous dropwise condensation on a superhydrophobic surface with short carbon nanotubes deposited on micromachined posts, a two-tier texture mimicking lotus leaves. On such micro-/nanostructured surfaces, the condensate drops prefer the Cassie state which is thermodynamically more stable than the Wenzel state. With a hexadecanethiol coating, superhydrophobicity is retained during and after condensation and rapid drop removal is enabled.

Molecular imprinting is a technique for preparing polymer scaffolds that function as synthetic receptors1,2,3. Imprinted polymers that can selectively bind organic compounds have proven useful in sensor development2,3,4,5,6,7. Although creating synthetic molecular-imprinting polymers that recognize proteins remains challenging8,9,10,11, nanodevices and nanomaterials show promise in this area12,13,14. Here, we show that arrays of carbon-nanotube tips with an imprinted non-conducting polymer coating can recognize proteins with subpicogram per litre sensitivity using electrochemical impedance spectroscopy. We have developed molecular-imprinting sensors specific for human ferritin and human papillomavirus derived E7 protein. The molecular-imprinting-based nanosensor can also discriminate between Ca2+-induced conformational changes in calmodulin. This ultrasensitive, label-free electrochemical detection of proteins offers an alternative to biosensors based on biomolecule recognition. Carbon nanotube tips containing imprints within a non-conducting polymer coating can detect proteins with high sensitivity, offering a label-free alternative to sensors based on biomolecule recognition.

A transparent, conductive, and flexible electrode is demonstrated. It is based on an inexpensive and easily manufacturable metallic network formed by depositing metals onto a template film. This electrode shows excellent electro-optical properties, with the figure of merit ranging from 300 to 700, and transmittance from 82% (~4.3 Ω sq–1) to 45% (~0.5 Ω sq–1). As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to 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.

Few conductors are transparent and flexible. Metals have the best electrical conductivity, but they are opaque and stiff in bulk form. However, metals can be transparent and flexible when they are very thin or properly arranged on the nanoscale. This review focuses on the flexible transparent conductors based on percolating networks of metal. Specifically, we discuss the fabrication, the means to improve the electrical conductivity, the large stretchability and its mechanism, and the applications of these metal networks. We also suggest some criteria for evaluating flexible transparent conductors and propose some new research directions in this emerging field.