A Review on Soft Ionic Touch Point Sensors

Abstract

A touch sensor is an essential component in meeting the growing demand for human-machine interfaces. These sensors have been developed in wearable, attachable, and even implantable forms to acquire a wide range of information from humans. To be applied to the human body, sensors are required to be biocompatible and not restrict the natural movement of the body. Ionic materials are a promising candidate for soft touch sensors due to their outstanding properties, which include high stretchability, transparency, ionic conductivity, and biocompatibility. Here, this review discusses the unique features of soft ionic touch point sensors, focusing on the ionic material and its key role in the sensor. The touch sensing mechanisms include piezocapacitive, piezoresistive, surface capacitive, piezoelectric, and triboelectric and triboresistive sensing. This review analyzes the implementation hurdles and future research directions of the soft ionic touch sensors for their transformative potential.

Keywords

iontronics / ionic materials / soft materials / touch sensors

References

[1] S. Wang, J. Xu, W. Wang, G.-J. N. Wang, R. Rastak, F. Molina-Lopez, J. W. Chung, S. Niu, V. R. Feig, J. Lopez, Nature 2018, 555, 83.

[2] S. Chen, N. Wu, S. Lin, J. Duan, Z. Xu, Y. Pan, H. Zhang, Z. Xu, L. Huang, B. Hu, Nano Energy 2020, 70, 104460.

[3] A. Chhetry, S. Sharma, H. Yoon, S. Ko, J. Y. Park, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1910020.

[4] T. Yamaguchi, T. Kashiwagi, T. Arie, S. Akita, K. Takei, Adv. Intell. Syst. 2019, 1, 1900018.

[5] S. Ji, J. Jang, J. C. Hwang, Y. Lee, J. H. Lee, J. U. Park, Adv. Mater. Technol. 2020, 5, 1900928.

[6] L. D.-A. Ho, V. B. Nam, D. Lee, Materials 2021, 15, 47.

[7] V. V. Tran, G. Jeong, E. Wi, D. Lee, M. Chang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 21270.

[8] Z. Chen, J. Li, T. Li, T. Fan, C. Meng, C. Li, J. Kang, L. Chai, Y. Hao, Y. Tang, Natl. Sci. Rev. 2022, 9, nwac104.

[9] Y. Lee, W. J. Song, Y. Jung, H. Yoo, M.-Y. Kim, H.-Y. Kim, J.-Y. Sun, Sci. Robot. 2020, 5, eaaz5405.

[10] F. Zheng, Z. Chen, J. Li, R. Wu, B. Zhang, G. Nie, Z. Xie, H. Zhang, Adv. Sci. 2022, 9, 2105231.

[11] Y. Park, J. Jung, Y. Lee, D. Lee, J. J. Vlassak, Y.-L. Park, npj Flex. Electron. 2022, 6, 81.

[12] E. K. Lee, H. Yoo, C. H. Lee, Biosens. Curr. Nov. Strateg. Biosens. 2020, 5, 83.

[13] S. Kim, Y.-H. Hsiao, Y. Lee, W. Zhu, Z. Ren, F. Niroui, Y. Chen, Sci. Robot. 2023, 8, eadf4278.

[14] J. Choi, H. Yoo, Polymers 2023, 15, 1395.

[15] J. Cui, Y. Li, D. Chen, T. G. Zhan, K. D. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2005522.

[16] H. Fang, J. Wang, L. Li, L. Xu, Y. Wu, Y. Wang, X. Fei, J. Tian, Y. Li, Chem. Eng. J. 2019, 365, 153.

[17] Y. Ren, J. Guo, Z. Liu, Z. Sun, Y. Wu, L. Liu, F. Yan, Sci. Adv. 2019, 5, eaax0648.

[18] N. Sahiner, M. Singh, D. De Kee, V. T. John, G. L. McPherson, Polymer 2006, 47, 1124.

[19] Y. Lee, W. Song, J.-Y. Sun, Mater. Today Phys. 2020, 15, 100258.

[20] P. Lin, S. Ma, X. Wang, F. Zhou, Adv. Mater. 2015, 27, 2054.

[21] M. S. Sarwar, Y. Dobashi, C. Preston, J. K. Wyss, S. Mirabbasi, J. D. W. Madden, Sci. Adv. 2017, 3, e1602200.

[22] X. Yao, S. Zhang, L. Qian, N. Wei, V. Nica, S. Coseri, F. Han, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2204565.

[23] Y. Wu, Y. Luo, T. J. Cuthbert, A. V. Shokurov, P. K. Chu, S. P. Feng, C. Menon, Adv. Sci. 2022, 9, 2106008.

[24] M. Galiński, A. Lewandowski, I. Stępniak, Electrochim. Acta 2006, 51, 5567.

[25] H. R. Lee, C. C. Kim, J. Y. Sun, Adv. Mater. 2018, 30, 1704403.

[26] D. R. MacFarlane, M. Forsyth, P. C. Howlett, J. M. Pringle, J. Sun, G. Annat, W. Neil, E. I. Izgorodina, Acc. Chem. Res. 2007, 40, 1165.

[27] M.-F. Yu, O. Lourie, M. J. Dyer, K. Moloni, T. F. Kelly, R. S. Ruoff, Science 2000, 287, 637.

[28] S. Budday, R. Nay, R. De Rooij, P. Steinmann, T. Wyrobek, T. C. Ovaert, E. Kuhl, J. Mech. Behav. Biomed. Mater. 2015, 46, 318.

[29] J. Y. Rho, R. B. Ashman, C. H. Turner, J. Biomech. 1993, 26, 111.

[30] V. V. Tran, K. Lee, T. N. Nguyen, D. Lee, Gels 2022, 9, 12.

[31] D. Seliktar, Science 2012, 336, 1124.

[32] A. Kalra, A. Lowe, A. Al-Jumaily, J. Mater. Sci. Eng. 2016, 5, 1000254.

[33] L. Han, L. Yan, K. Wang, L. Fang, H. Zhang, Y. Tang, Y. Ding, L.-T. Weng, J. Xu, J. Weng, NPG Asia Mater. 2017, 9, e372.

[34] H. Jung, M. K. Kim, J. Y. Lee, S. W. Choi, J. Kim, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2004407.

[35] S. Li, Y. Cong, J. Fu, J. Mater. Chem. B 2021, 9, 4423.

[36] M. L. Jin, S. Park, Y. Lee, J. H. Lee, J. Chung, J. S. Kim, J. S. Kim, S. Y. Kim, E. Jee, D. W. Kim, Adv. Mater. 2017, 29, 1605973.

[37] W. J. Song, Y. Lee, Y. Jung, Y.-W. Kang, J. Kim, J.-M. Park, Y.-L. Park, H.-Y. Kim, J.-Y. Sun, Sci. Adv. 2021, 7, eabg9203.

[38] D. Kim, C. B. Lee, K. K. Park, H. Bang, P. L. Truong, J. Lee, B. H. Jeong, H. Kim, S. M. Won, D. H. Kim, ACS Nano 2023, 17, 24826.

[39] T. Xue, W. Liang, Y. Li, Y. Sun, Y. Xiang, Y. Zhang, Z. Dai, Y. Duo, L. Wu, K. Qi, Nat. Commun. 2019, 10, 28.

[40] J. Shin, B. Jeong, J. Kim, V. B. Nam, Y. Yoon, J. Jung, S. Hong, H. Lee, H. Eom, J. Yeo, Adv. Mater. 2020, 32, 1905527.

[41] M. C. Darnell, J.-Y. Sun, M. Mehta, C. Johnson, P. R. Arany, Z. Suo, D. J. Mooney, Biomaterials 2013, 34, 8042.

[42] E. Fernández, D. López, E. López-Cabarcos, C. Mijangos, Polymer 2005, 46, 2211.

[43] P. Li, Y. F. Poon, W. Li, H.-Y. Zhu, S. H. Yeap, Y. Cao, X. Qi, C. Zhou, M. Lamrani, R. W. Beuerman, Nat. Mater. 2011, 10, 149.

[44] K. Kim, H. Yoo, E. K. Lee, Polymers 2022, 14, 2960.

[45] D. Gao, J. Wang, K. Ai, J. Xiong, S. Li, P. S. Lee, Adv. Intell. Syst. 2020, 2, 2000088.

[46] S. Tsuji, T. Kohama, presented at 2017 IEEE Int. Conf. Indus. Technol (ICIT), Toronto, Ontario, Canada, March 2017.

[47] J.-Y. Sun, C. Keplinger, G. M. Whitesides, Z. Suo, Adv. Mater. 2014, 26, 7608.

[48] N. Bai, L. Wang, Q. Wang, J. Deng, Y. Wang, P. Lu, J. Huang, G. Li, Y. Zhang, J. Yang, Nat. Commun. 2020, 11, 209.

[49] A. Chhetry, J. Kim, H. Yoon, J. Y. Park, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 11, 3438.

[50] S. H. Cho, S. W. Lee, S. Yu, H. Kim, S. Chang, D. Kang, I. Hwang, H. S. Kang, B. Jeong, E. H. Kim, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 10128.

[51] B. He, Y. Zhou, Z. Wang, Q. Wang, R. Shen, S. Wu, Sens. Actuat. A Phys. 2018, 272, 341.

[52] K. Keum, J. Eom, J. H. Lee, J. S. Heo, S. K. Park, Y.-H. Kim, Nano Energy 2021, 79, 105479.

[53] S. Y. Kim, E. Jee, J. S. Kim, D. H. Kim, RSC Adv. 2017, 7, 23820.

[54] R. Li, Y. Si, Z. Zhu, Y. Guo, Y. Zhang, N. Pan, G. Sun, T. Pan, Adv. Mater. 2017, 29, 1700253.

[55] S. Li, N. Pan, Z. Zhu, R. Li, B. Li, J. Chu, G. Li, Y. Chang, T. Pan, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1807343.

[56] Z. Li, S. Zhang, Y. Chen, H. Ling, L. Zhao, G. Luo, X. Wang, M. C. Hartel, H. Liu, Y. Xue, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2003601.

[57] H. Jin, S. Jung, J. Kim, S. Heo, J. Lim, W. Park, H. Y. Chu, F. Bien, K. Park, Sci. Rep. 2017, 7, 10854.

[58] B. Nie, R. Li, J. Cao, J. D. Brandt, T. Pan, Adv. Mater. 2015, 27, 6055.

[59] Z. Qiu, Y. Wan, W. Zhou, J. Yang, J. Yang, J. Huang, J. Zhang, Q. Liu, S. Huang, N. Bai, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1802343.

[60] S. G. Yoon, B. J. Park, S. T. Chang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 36206.

[61] F. Beck, B. Stumpe, Eur. Organ. Nuclear Res. 1973, CERN-H537, 1.

[62] Z. Shen, X. Zhu, C. Majidi, G. Gu, Adv. Mater. 2021, 33, 2102069.

[63] X. Shuai, P. Zhu, W. Zeng, Y. Hu, X. Liang, Y. Zhang, R. Sun, C.-P. Wong, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 26314.

[64] Q. Su, Q. Zou, Y. Li, Y. Chen, S.-Y. Teng, J. T. Kelleher, R. Nith, P. Cheng, N. Li, W. Liu, Sci. Adv. 2021, 7, eabi4563.

[65] C. Keplinger, J.-Y. Sun, C. C. Foo, P. Rothemund, G. M. Whitesides, Z. Suo, Science 2013, 341, 984.

[66] J. Kim, M. Lee, H. J. Shim, R. Ghaffari, H. R. Cho, D. Son, Y. H. Jung, M. Soh, C. Choi, S. Jung, Nat. Commun. 2014, 5, 5747.

[67] Y. Lee, S. Lim, W. J. Song, S. Lee, S. J. Yoon, J. M. Park, M. G. Lee, Y. L. Park, J. Y. Sun, Adv. Mater. 2022, 34, 2108586.

[68] K. Tao, Z. Chen, J. Yu, H. Zeng, J. Wu, Z. Wu, Q. Jia, P. Li, Y. Fu, H. Chang, Adv. Sci. 2022, 9, 2104168.

[69] T. Park, J. Jeong, Y. J. Kim, H. Yoo, Adv. Mater. Interfaces 2022, 9, 2200594.

[70] J.-M. Park, J. Park, Y.-H. Kim, H. Zhou, Y. Lee, S. H. Jo, J. Ma, T.-W. Lee, J.-Y. Sun, Nat. Commun. 2020, 11, 4638.

[71] X. Guo, C. Zhang, L. Shi, Q. Zhang, H. Zhu, J. Mater. Chem. A 2020, 8, 20346.

[72] Y.-F. Liu, Q. Liu, J.-F. Long, F.-L. Yi, Y.-Q. Li, X.-H. Lei, P. Huang, B. Du, N. Hu, S.-Y. Fu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 49866.

[73] D. Lee, D. Paeng, H. K. Park, C. P. Grigoropoulos, ACS Nano 2014, 8, 9807.

[74] X. Su, H. Wang, Z. Tian, X. Duan, Z. Chai, Y. Feng, Y. Wang, Y. Fan, J. Huang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 29757.

[75] C. Sun, C. Hou, H. Zhang, Y. Li, Q. Zhang, H. Wang, APL Mater. 2021, 9, 030701.

[76] N. Alexandre, J. Ribeiro, A. Gaertner, T. Pereira, I. Amorim, J. Fragoso, A. Lopes, J. Fernandes, E. Costa, A. Santos-Silva, J. Biomed. Mater. Res. A 2014, 102, 4262.

[77] A. E. Forte, S. Galvan, F. Manieri, F. R. y. Baena, D. Dini, Mater. Des. 2016, 112, 227.

[78] S. Naahidi, M. Jafari, M. Logan, Y. Wang, Y. Yuan, H. Bae, B. Dixon, P. Chen, Biotechnol. Adv. 2017, 35, 530.

[79] Z. Tan, C. Parisi, L. Di Silvio, D. Dini, A. E. Forte, Sci. Rep. 2017, 7, 16293.

[80] S. R. Caliari, J. A. Burdick, Nat. Methods 2016, 13, 405.

[81] D. Choi, S. Jang, J. S. Kim, H. J. Kim, D. H. Kim, J. Y. Kwon, Adv. Mater. Technol. 2019, 4, 1800284.

[82] L. Pan, A. Chortos, G. Yu, Y. Wang, S. Isaacson, R. Allen, Y. Shi, R. Dauskardt, Z. Bao, Nat. Commun. 2014, 5, 3002.

[83] C. Pang, G.-Y. Lee, T.-i. Kim, S. M. Kim, H. N. Kim, S.-H. Ahn, K.-Y. Suh, Nat. Mater. 2012, 11, 795.

[84] S. K. Clark, K. D. Wise, IEEE Trans. Electron. Devices 1979, 26, 1887.

[85] E. Seran, M. Godefroy, N. Renno, H. Elliott, J. Geophys. Res. Space Physics 2013, 118, 5358.

[86] H. Peng, Y. Xin, J. Xu, H. Liu, J. Zhang, Mater. Horiz. 2019, 6, 618.

[87] Y. Tai, M. Mulle, I. A. Ventura, G. Lubineau, Nanoscale 2015, 7, 14766.

[88] H. Wei, D. Kong, T. Li, Q. Xue, S. Wang, D. Cui, Y. Huang, L. Wang, S. Hu, T. Wan, ACS Sens. 2021, 6, 2938.

[89] M. J. Yin, Y. Zhang, Z. Yin, Q. Zheng, A. P. Zhang, Adv. Mater. Technol. 2018, 3, 1800051.

[90] W. Hu, X. Niu, L. Li, S. Yun, Z. Yu, Q. Pei, Nanotechnology 2012, 23, 344002.

[91] Z. Yu, Q. Zhang, L. Li, Q. Chen, X. Niu, J. Liu, Q. Pei, Adv. Mater. (Deerfield Beach, Fla.) 2010, 23, 664.

[92] K. S. Kim, Y. Zhao, H. Jang, S. Y. Lee, J. M. Kim, K. S. Kim, J.-H. Ahn, P. Kim, J.-Y. Choi, B. H. Hong, Nature 2009, 457, 706.

[93] L. Hu, W. Yuan, P. Brochu, G. Gruner, Q. Pei, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 161108.

[94] Y. Cao, Y. J. Tan, S. Li, W. W. Lee, H. Guo, Y. Cai, C. Wang, B. C.-K. Tee, Nat. Electron. 2019, 2, 75.

[95] G. Gao, F. Yang, F. Zhou, J. He, W. Lu, P. Xiao, H. Yan, C. Pan, T. Chen, Z. L. Wang, Adv. Mater. 2020, 32, 2004290.

[96] X. Guo, F. Yang, X. Sun, Y. Bai, G. Liu, W. Liu, R. Wang, X. He, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2201230.

[97] O. Y. Kweon, S. K. Samanta, Y. Won, J. H. Yoo, J. H. Oh, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 26134.

[98] J. William Pepper US. 1979.

[99] B. J. Park, S. Oh, F. S. Kim, S. T. Chang, J. Mater. Chem. C 2019, 7, 10264.

[100] Y. J. Son, S. Seo, K.-Y. Chun, J. W. Bae, H. J. Lee, S. Bae, S. Baik, C.-S. Han, Sensors Actuators A Phys. 2022, 334, 113328.

[101] R. Xu, M. She, J. Liu, S. Zhao, J. Zhao, X. Zhang, L. Qu, M. Tian, ACS Nano 2023, 17, 8293.

[102] C.-C. Kim, H.-H. Lee, K. H. Oh, J.-Y. Sun, Science 2016, 353, 682.

[103] D. H. Lee, T. Park, H. Yoo, Polymers 2022, 14, 2875.

[104] W. P. Mason, J. Acoust. Soc. Am. 1981, 70, 1561.

[105] Z. L. Wang, J. Song, Science 2006, 312, 242.

[106] Y.-F. Lin, J. Song, Y. Ding, S.-Y. Lu, Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 022105.

[107] C. Chang, V. H. Tran, J. Wang, Y.-K. Fuh, L. Lin, Nano Lett. 2010, 10, 726.

[108] J. H. Jung, M. Lee, J.-I. Hong, Y. Ding, C.-Y. Chen, L.-J. Chou, Z. L. Wang, ACS Nano 2011, 5, 10041.

[109] M. T. Chorsi, E. J. Curry, H. T. Chorsi, R. Das, J. Baroody, P. K. Purohit, H. Ilies, T. D. Nguyen, Adv. Mater. 2019, 31, 1802084.

[110] X. Gao, J. Yang, J. Wu, X. Xin, Z. Li, X. Yuan, X. Shen, S. Dong, Adv. Mater. Technol. 2020, 5, 1900716.

[111] R. Lay, G. S. Deijs, J. Malmström, RSC Adv. 2021, 11, 30657.

[112] X. Li, Y.-H. Wang, C. Zhao, X. Liu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 22004.

[113] S. H. Ko, D. Lee, H. W. Kang, K. H. Nam, J. Y. Yeo, S. J. Hong, C. P. Grigoropoulos, H. J. Sung, Nano Lett. 2011, 11, 666.

[114] J. Kwon, S. Hong, G. Kim, Y. D. Suh, H. Lee, S.-Y. Choo, D. Lee, H. Kong, J. Yeo, S. H. Ko, Appl. Surf. Sci. 2018.

[115] J. Yeo, S. Hong, M. Wanit, H. W. Kang, D. Lee, C. P. Grigoropoulos, H. J. Sung, S. H. Ko, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 3316.

[116] H. Lee, H. Kim, D. Y. Kim, Y. Seo, ACS Omega 2019, 4, 2610.

[117] L. Algieri, M. T. Todaro, F. Guido, V. Mastronardi, D. Desmaële, A. Qualtieri, C. Giannini, T. Sibillano, M. De Vittorio, ACS Appl. Energy Mater. 2018, 1, 5203.

[118] C. H. Wang, W. S. Liao, Z. H. Lin, N. J. Ku, Y. C. Li, Y. C. Chen, Z. L. Wang, C. P. Liu, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1400392.

[119] N.-I. Kim, Y.-L. Chang, J. Chen, T. Barbee, W. Wang, J.-Y. Kim, M.-K. Kwon, S. Shervin, M. Moradnia, S. Pouladi, Sens. Actuat. A Phys. 2020, 305, 111940.

[120] L. Lu, W. Ding, J. Liu, B. Yang, Nano Energy 2020, 78, 105251.

[121] K. K. Sappati, S. Bhadra, Sensors 2018, 18, 3605.

[122] S. Sukumaran, S. Chatbouri, D. Rouxel, E. Tisserand, F. Thiebaud, T. Ben Zineb, J. Intell. Mater. Syst. Struct. 2021, 32, 746.

[123] S. Lee, S. Kim, H. Yoo, Polymers 2021, 13, 3774.

[124] J. Lu, S. Hu, W. Li, X. Wang, X. Mo, X. Gong, H. Liu, W. Luo, W. Dong, C. Sima, ACS Nano 2022, 16, 3744.

[125] S.-H. Jeong, Y. Lee, M.-G. Lee, W. J. Song, J.-U. Park, J.-Y. Sun, Nano Energy 2021, 79, 105463.

[126] H. J. Hwang, Y. Lee, C. Lee, Y. Nam, J. Park, D. Choi, D. Kim, Micromachines 2018, 9, 656.

[127] W. Kim, H. J. Hwang, D. Bhatia, Y. Lee, J. M. Baik, D. Choi, Nano Energy 2016, 21, 19.

[128] Y. Lee, W. Kim, D. Bhatia, H. J. Hwang, S. Lee, D. Choi, Nano Energy 2017, 38, 326.

[129] S. Jang, M. La, S. Cho, Y. Yun, J. H. Choi, Y. Ra, S. J. Park, D. Choi, Nano Energy 2020, 70, 104541.

[130] F.-R. Fan, Z.-Q. Tian, Z. L. Wang, Nano Energy 2012, 1, 328.

[131] S. Cho, D. Lee, S. Jang, S. Cho, J. Shim, Y. Jang, Z.-H. Lin, K. Choi, D. Choi, Nano Energy 2023, 113, 108608.

[132] D. Choi, Y. Lee, Z.-H. Lin, S. Cho, M. Kim, C. K. Ao, S. Soh, C. Sohn, C. K. Jeong, J. Lee, ACS Nano 2023, 17, 11087.

[133] W. Xu, H. Zheng, Y. Liu, X. Zhou, C. Zhang, Y. Song, X. Deng, M. Leung, Z. Yang, R. X. Xu, Nature 2020, 578, 392.

[134] C. Dang, C. Shao, H. Liu, Y. Chen, H. Qi, Nano Energy 2021, 90, 106619.

[135] H. Ding, Z. Xin, Y. Yang, Y. Luo, K. Xia, B. Wang, Y. Sun, J. Wang, Y. Zhang, H. Wu, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1909616.

[136] Y. Lee, S. H. Cha, Y.-W. Kim, D. Choi, J.-Y. Sun, Nat. Commun. 2018, 9, 1804.

[137] J. Qu, Q. Yuan, Z. Li, Z. Wang, F. Xu, Q. Fan, M. Zhang, X. Qian, X. Wang, X. Wang, Nano Energy 2023, 111, 108387.

[138] E. Lee, H. Yoo, Molecules 2021, 26, 5056.

[139] T. Chen, Q. Shi, M. Zhu, T. He, L. Sun, L. Yang, C. Lee, ACS Nano 2018, 12, 11561.

[140] Y. Cheng, W. Zhu, X. Lu, C. Wang, Nano Energy 2022, 102, 107636.

[141] Y. Zhang, C. K. Jeong, J. Wang, X. Chen, K. H. Choi, L. Q. Chen, W. Chen, Q. Zhang, Q. Wang, Adv. Mater. 2021, 33, 2103056.

[142] K. Zhou, Y. Zhao, X. Sun, Z. Yuan, G. Zheng, K. Dai, L. Mi, C. Pan, C. Liu, C. Shen, Nano Energy 2020, 70, 104546.

[143] S. Niu, S. Wang, L. Lin, Y. Liu, Y. S. Zhou, Y. Hu, Z. L. Wang, Energ. Environ. Sci. 2013, 6, 3576.

[144] G. Li, J. Zhang, F. Huang, S. Wu, C.-H. Wang, S. Peng, Nano Energy 2021, 88, 106289.

[145] X. Luo, L. Zhu, Y. C. Wang, J. Li, J. Nie, Z. L. Wang, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2104928.

[146] W. Xu, L. B. Huang, M. C. Wong, L. Chen, G. Bai, J. Hao, Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1601529.

[147] J. Zhang, X. Zhao, Z. Wang, Z. Liu, S. Yao, L. Li, Adv. Mater. Interfaces 2022, 9, 2200290.

[148] G. Liang, Z. Ruan, Z. Liu, H. Li, Z. Wang, Z. Tang, F. Mo, Q. Yang, L. Ma, D. Wang, Adv. Electron. Mater. 2019, 5, 1900553.

[149] Y. Long, Z. Wang, F. Xu, B. Jiang, J. Xiao, J. Yang, Z. L. Wang, W. Hu, Small 2022, 18, 2203956.

[150] W. Zhang, Y. Huang, H. Zhou, Z. Nie, S. Jin, Adv. Mater. Technol. 2023, 8, 2301196.

[151] X. Li, S. Xiang, D. Ling, S. Zhang, C. Li, R. Dai, P. Zhu, X. Liu, Z. Pan, Mater. Sci. Eng. B 2022, 283, 115832.

[152] Y. Liu, T. H. Wong, X. Huang, C. K. Yiu, Y. Gao, L. Zhao, J. Zhou, W. Park, Z. Zhao, K. Yao, Nano Energy 2022, 99, 107442.

[153] X. Pu, M. Liu, X. Chen, J. Sun, C. Du, Y. Zhang, J. Zhai, W. Hu, Z. L. Wang, Sci. Adv. 2017, 3, e1700015.

[154] M. Wu, X. Wang, Y. Xia, Y. Zhu, S. Zhu, C. Jia, W. Guo, Q. Li, Z. Yan, Nano Energy 2022, 95, 106967.

[155] G. Zhao, Y. Zhang, N. Shi, Z. Liu, X. Zhang, M. Wu, C. Pan, H. Liu, L. Li, Z. L. Wang, Nano Energy 2019, 59, 302.

[156] K. Kim, H. R. Park, H. J. Kim, D. Lee, S. Ha, K. Lee, W. Hwang, Appl. Surf. Sci. 2023, 626, 157197.

[157] M. Kim, H. Park, M. H. Lee, J. W. Bae, K. Y. Lee, J. H. Lee, J.-H. Lee, Nano Energy 2023, 107, 108159.

[158] H. Park, S. J. Oh, D. Kim, M. Kim, C. Lee, H. Joo, I. Woo, J. W. Bae, J. H. Lee, Adv. Sci. 2022, 9, 2201070.

[159] Z. Hu, X. Hui, S. Li, L. Tang, J. Sun, H. Zeng, J. Chen, H. Guo, Nano Energy 2023, 114, 108676.

[160] Y. Lu, D. Kong, G. Yang, R. Wang, G. Pang, H. Luo, H. Yang, K. Xu, Adv. Sci. 2023, 10, 2303949.

[161] Y. Li, D. Yang, Z. Wu, F.-L. Gao, X.-Z. Gao, H.-Y. Zhao, X. Li, Z.-Z. Yu, Nano Energy 2023, 109, 108324.

[162] H. Zhang, D. Zhang, Z. Wang, G. Xi, R. Mao, Y. Ma, D. Wang, M. Tang, Z. Xu, H. Luan, ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 5128.

[163] J. Shintake, V. Cacucciolo, D. Floreano, H. Shea, Adv. Mater. 2018, 30, 1707035.

[164] C. McDonald, D. McGloin, RSC Adv. 2015, 5, 55561.

[165] A. Lamberti, S. L. Marasso, M. Cocuzza, RSC Adv. 2014, 4, 61415.

[166] P. Le Floch, X. Yao, Q. Liu, Z. Wang, G. Nian, Y. Sun, L. Jia, Z. Suo, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 25542.

[167] S. Kim, J. Seo, T. Park, H. Yoo, Adv. Electron. Mater. 2022, 8, 2200752.

[168] J. Kim, G. Zhang, M. Shi, Z. Suo, Science 2021, 374, 212.

[169] J. Steck, J. Kim, Y. Kutsovsky, Z. Suo, Nature 2023, 624, 303.

RIGHTS & PERMISSIONS

2024 The Author(s). Energy & Environmental Materials published by John Wiley & Sons Australia, Ltd on behalf of Zhengzhou University.