Aquí, informamos sobre una síntesis simple y versátil de arreglos de nanosheets (NS) de ZnO de baja dimensión modificados con FeO (hematita) para ensamblar recubrimientos fotocatalíticos y sensores de glucosa no enzimáticos. Se probaron recubrimientos fotocatalíticos hechos de elementos comunes (zinc y hierro) para la decoloración del colorante azul de metileno (MB) bajo irradiación ultravioleta y visible (UV-vis). Un estudio comparativo de los fotocatalizadores de ZnO NS no modificados y modificados reveló una disminución significativa en la concentración del colorante en 180 minutos cuando se utilizaron arreglos de ZnO/FeO. Se presenta la eficiencia dependiente del tamaño de la capa de hematita depositada sobre ZnO. Un estudio de la sensibilidad de biosensores hechos de nanostructuras de ZnO y nanocompuestos de ZnO/FeO para la detección de glucosa mostró una mejora en la sensibilidad con el aumento del grosor de FeO. La estructura y morfología de los recubrimientos de baja dimensión se estudiaron mediante difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y análisis de rayos X por dispersión de energía (EDX). Las propiedades ópticas de los nanoarreglos mostraron un desplazamiento hacia el rojo de la absorción después de modificar ZnO con capas de hematita, lo que promete una buena expansión de la actividad fotocatalítica en la región visible.