Electronic jelly: Engineering the mechanics of hydrogels for flexible electronics

Abstract

Hydrogels—soft, water-rich polymer networks—are rapidly evolving from traditional biomedical auxiliaries into core functional materials for flexible and biointegrated electronics. However, their practical deployment remains limited by low strength, inadequate toughness, cyclic fatigue, and instability under complex environmental conditions. This review systematically synthesizes mechanics-oriented design strategies and highlights three major reinforcement routes that have addressed these intrinsic limitations: double-network architectures, ordered structural motifs, and the regulation of reversible physical interactions. Through these approaches, hydrogels have achieved MPa-level strength, MJ·m⁻³-level toughness, and long-cycle fatigue resistance, enabling reliable operation in stretchable sensors, hydrogel electrolytes, soft actuators, and encapsulation systems. Furthermore, the emerging concept of “intelligent hydrogels” is introduced, wherein physics-informed constitutive modeling and data-driven design converge to establish quantitative structure–property–function relationships. Such developments are expected to yield hydrogel systems that combine high water content with enduring mechanical robustness, forming sustainable and biocompatible platforms for next-generation bioelectronics and soft robotics.

Keywords

flexible electronic devices / flexible sensors / hydrogels / mechanical reinforcement / soft actuators

References

[1] S. M. A. Iqbal, I. Mahgoub, E. Du, M. A. Leavitt, W. Asghar, npj Flexible Electronics 2021, 5, 9.

[2] C. Sadee, S. Testa, T. Barba, K. Hartmann, M. Schuessler, A. Thieme, G. M. Church, I. Okoye, T. Hernandez-Boussard, L. Hood, I. Shmulevich, E. Kuhl, O. Gevaert, Lancet Digital Health 2025, 7, 100864.

[3] A. Mahajan, K. Heydari, D. Powell, npj Digital Medicine 2025, 8, 176.

[4] F. Huang, X. Sun, Y. Shi, L. Pan, FlexMat 2024, 2, 30.

[5] J. Pan, W. Zhao, Y. Zhou, J. Wu, W. Cheng, Y. Shi, L. Pan, FlexMat 2025, 2, 341.

[6] X. Xia, J. Q. Han, Y. J. Mu, L. Guan, X. Wang, X. J. Ma, L. H. Zhu, T. G. Lv, H. X. Liu, Y. Shi, L. Li, T. J. Cui, Nat. Commun. 2024, 15, 10358.

[7] M. Lanza, A. Sebastian, W. D. Lu, M. Le Gallo, M. F. Chang, D. Akinwande, F. M. Puglisi, H. N. Alshareef, M. Liu, J. B. Roldan, Science 2022, 376, eabj9979.

[8] N. Liu, H. Ma, M. Li, R. Qin, P. Li, FlexMat 2024, 1, 269.

[9] M. Jahandar, S. Kim, D. C. Lim, Nat. Commun. 2024, 15, 8149.

[10] Y. Wang, H. Nie, J. Han, Y. An, Y. M. Zhang, S. X. Zhang, Light: Sci. Appl. 2021, 10, 33.

[11] S. Schweidler, M. Botros, F. Strauss, Q. Wang, Y. Ma, L. Velasco, G. Cadilha Marques, A. Sarkar, C. Kübel, H. Hahn, J. Aghassi-Hagmann, T. Brezesinski, B. Breitung, Nat. Rev. Mater. 2024, 9, 266.

[12] M. M. Baig, S. A. Khan, H. Ahmad, J. Liang, G. Zhu, H. Pang, Y. Zhang, FlexMat 2024, 1, 79.

[13] P. Slade, C. Atkeson, J. M. Donelan, H. Houdijk, K. A. Ingraham, M. Kim, K. Kong, K. L. Poggensee, R. Riener, M. Steinert, J. Zhang, S. H. Collins, Nature 2024, 633, 779.

[14] J. Qi, L. Yu, E. T. Khoo, K. W. Ng, Y. Gao, A. W. C. Kow, J. C. Yeo, C. T. Lim, Nat. Electron. 2024, 7, 1098.

[15] T. Sun, B. Feng, J. Huo, Y. Xiao, W. Wang, J. Peng, Z. Li, C. Du, W. Wang, G. Zou, L. Liu, Nano-Micro Lett. 2023, 16, 14.

[16] X. Luo, C. Chen, Z. He, M. Wang, K. Pan, X. Dong, Z. Li, B. Liu, Z. Zhang, Y. Wu, C. Ban, R. Chen, D. Zhang, K. Wang, Q. Wang, J. Li, G. Lu, J. Liu, Z. Liu, W. Huang, Nat. Commun. 2024, 15, 3086.

[17] Y. Wang, Y. Liu, Y. Guo, FlexMat 2025, 2, 312.

[18] Y. Lin, Y. Huang, T. Wang, S. Cai, Y. Wu, L. Li, Z. Yang, J. Chen, FlexMat 2025, 2, 365.

[19] F. Fallegger, G. Schiavone, S. P. Lacour, Adv. Mater. 2020, 32, e1903904.

[20] S. Liu, Y. Rao, H. Jang, P. Tan, N. Lu, Matter 2022, 5, 1104.

[21] Y. Luo, M. R. Abidian, J. H. Ahn, D. Akinwande, A. M. Andrews, M. Antonietti, Z. Bao, M. Berggren, C. A. Berkey, C. J. Bettinger, J. Chen, P. Chen, W. Cheng, X. Cheng, S. J. Choi, A. Chortos, C. Dagdeviren, R. H. Dauskardt, C. A. Di, M. D. Dickey, X. Duan, A. Facchetti, Z. Fan, Y. Fang, J. Feng, X. Feng, H. Gao, W. Gao, X. Gong, C. F. Guo, X. Guo, M. C. Hartel, Z. He, J. S. Ho, Y. Hu, Q. Huang, Y. Huang, F. Huo, M. M. Hussain, A. Javey, U. Jeong, C. Jiang, X. Jiang, J. Kang, D. Karnaushenko, A. Khademhosseini, D. H. Kim, I. D. Kim, D. Kireev, L. Kong, C. Lee, N. E. Lee, P. S. Lee, T. W. Lee, F. Li, J. Li, C. Liang, C. T. Lim, Y. Lin, D. J. Lipomi, J. Liu, K. Liu, N. Liu, R. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Z. Liu, Z. Liu, X. J. Loh, N. Lu, Z. Lv, S. Magdassi, G. G. Malliaras, N. Matsuhisa, A. Nathan, S. Niu, J. Pan, C. Pang, Q. Pei, H. Peng, D. Qi, H. Ren, J. A. Rogers, A. Rowe, O. G. Schmidt, T. Sekitani, D. G. Seo, G. Shen, X. Sheng, Q. Shi, T. Someya, Y. Song, E. Stavrinidou, M. Su, X. Sun, K. Takei, X. M. Tao, B. C. K. Tee, A. V. Thean, T. Q. Trung, C. Wan, H. Wang, J. Wang, M. Wang, S. Wang, T. Wang, Z. L. Wang, P. S. Weiss, H. Wen, S. Xu, T. Xu, H. Yan, X. Yan, H. Yang, L. Yang, S. Yang, L. Yin, C. Yu, G. Yu, J. Yu, S. H. Yu, X. Yu, E. Zamburg, H. Zhang, X. Zhang, X. Zhang, X. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, S. Zhao, X. Zhao, Y. Zheng, Y. Q. Zheng, Z. Zheng, T. Zhou, B. Zhu, M. Zhu, R. Zhu, Y. Zhu, Y. Zhu, G. Zou, X. Chen, ACS Nano 2023, 17, 5211.

[22] S. H. Sunwoo, S. I. Han, H. Joo, G. D. Cha, D. Kim, S. H. Choi, T. Hyeon, D. H. Kim, Matter 2020, 3, 1923.

[23] K. Chen, J. Ren, C. Chen, W. Xu, S. Zhang, Nano Today 2020, 35, 100939.

[24] Y. Zhou, G. H. Burgoyne Morris, M. Nair, Cell Rep. Phys. Sci. 2024, 5, 101852.

[25] Y. Zhang, K. Nie, L. Yi, B. Li, Y. Yuan, Z. Liu, W. Huang, Adv. Sci. 2023, 10, e2302301.

[26] J. Wu, S. Zhang, Q. Gu, Q. Zhang, FlexMat 2024, 1, 160.

[27] X. Tang, H. Shen, S. Zhao, N. Li, J. Liu, Nat. Electron. 2023, 6, 109.

[28] W. Ying, C. Zhou, H. Sun, W. Huang, npj Flexible Electron 2025, 9, 80.

[29] J. Xue, D. Liu, D. Li, T. Hong, C. Li, Z. Zhu, Y. Sun, X. Gao, L. Guo, X. Shen, P. Ma, Q. Zheng, Adv. Mater. 2025, 37, e2312596.

[30] P. Gao, M. Adnan, Materials Today Electronics 2025, 11, 100136.

[31] S. Li, R. Li, O. G. González, T. Chen, X. Xiao, Compos. Sci. Technol. 2021, 203, 108617.

[32] G. Sun, D. Wang, P. Wang, Y. Meng, X. Fu, H. Yan, C. Meng, Adv. Funct. Mater. 2025, 36, e12296.

[33] J. Huang, D. Li, M. Zhao, A. Mensah, P. Lv, X. Tian, F. Huang, H. Ke, Q. Wei, Adv. Electron. Mater. 2019, 5, 1900241.

[34] X. Liu, X. Dai, J. Mao, X. Zhen, W. Qian, Y. Ma, X. Zhang, C. W. Nan, Chem. Eng. J. 2025, 521, 167078.

[35] J. Liu, L. Weng, X. Zhang, X. Wang, Z. Wu, Nano Res. 2025, 18, 94907302.

[36] T. Hong, J. Xue, H. Li, Y. Wen, X. Gao, D. Liu, Q. Zheng, Chem. Eng. J. 2025, 519, 164747.

[37] C. Zhang, H. Li, A. Huang, Q. Zhang, K. Rui, H. Lin, G. Sun, J. Zhu, H. Peng, W. Huang, Small 2019, 15, e1805493.

[38] S. Zhou, H. Zhang, Q. Chen, Q. Yuan, S. Zhang, N. Bao, J. P. Qu, Chem. Eng. J. 2025, 507, 160626.

[39] Y. Bai, L. Wang, X. Zou, N. Ding, Y. Feng, Z. You, W. Zhao, W. Wang, F. Lin, Y. Chen, Y. Zhang, J. Li, F. Guan, S. Liu, W. Huang, Q. Zhao, Matter 2025, 8, 101927.

[40] K. Liu, M. Wang, C. Huang, Y. Yuan, Y. Ning, L. Zhang, P. Wan, Adv. Sci. 2024, 11, e2305672.

[41] X. Zheng, R. Zhang, B. Ding, Z. Zhang, Y. Shi, L. Yin, W. Cao, Z. Wang, G. Li, Z. Liu, C. Li, Z. Liu, W. Huang, G. Sun, Adv. Mater. 2025, 37, e2417729.

[42] H. L. Park, Y. Lee, N. Kim, D. G. Seo, G. T. Go, T. W. Lee, Adv. Mater. 2020, 32, e1903558.

[43] R. Liang, M. Zhang, T. Qiu, B. Yuan, C. Peng, W. Feng, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, e08471.

[44] K. Lee, J. W. Park, J. Power Sources 2025, 655, 237956.

[45] H. Cha, Y. Lee, J. Kim, M. Park, J. Cho, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1801917.

[46] T. Wang, M. Wang, J. Wang, L. Yang, X. Ren, G. Song, S. Chen, Y. Yuan, R. Liu, L. Pan, Z. Li, W. R. Leow, Y. Luo, S. Ji, Z. Cui, K. He, F. Zhang, F. Lv, Y. Tian, K. Cai, B. Yang, J. Niu, H. Zou, S. Liu, G. Xu, X. Fan, B. Hu, X. J. Loh, L. Wang, X. Chen, Nat. Electron. 2022, 5, 586.

[47] O. Gul, M. Song, C. Y. Gu, J. Ahn, K. Lee, T. S. Kim, J. Ahn, H. J. Kim, I. Park, Small 2025, 21, e2410247.

[48] R. Xie, F. Han, Q. Yu, D. Li, X. Han, X. Xu, H. Yu, J. Huang, X. Zhou, H. Zhao, X. Deng, Q. Tian, Q. Li, H. Li, Y. Zhao, G. Ma, G. Li, H. Zheng, M. Zhu, W. Yan, T. Xu, Z. Liu, Nature 2025, 645, 648.

[49] X. Wang, Y. Tao, S. Pan, X. Fang, C. Lou, Y. Xu, J. Wu, M. Sang, L. Lu, X. Gong, T. Luo, S. Xuan, npj Flexible Electron 2022, 6, 95.

[50] K. H. Jung, J. Hyun, M. W. Jeong, Y. S. Koo, T. U. Nam, N. T. P. Vo, J. Park, J. An, D. H. Lee, S. W. Kim, J. Yang, J. K. Yoon, S. H. Bhang, J. Y. Oh, Nat. Electron. 2025, 8, 831.

[51] W. Y. Seow, K. Kandasamy, K. Purnamawati, W. Sun, C. A. E. Hauser, Acta Biomater. 2019, 88, 293.

[52] Y. Liu, Q. Fan, Y. Huo, M. Li, H. Liu, B. Li, Cellulose 2021, 28, 6953.

[53] S. Tavakoli, H. Mokhtari, M. Kharaziha, A. Kermanpur, A. Talebi, J. Moshtaghian, Mater. Sci. Eng., C 2020, 111, 110837.

[54] C. Wang, M. Wang, T. Xu, X. Zhang, C. Lin, W. Gao, H. Xu, B. Lei, C. Mao, Theranostics 2019, 9, 65.

[55] X. Ding, Y. Wang, J. Mater. Chem. B 2017, 5, 887.

[56] C. Yang, Z. Suo, Nat. Rev. Mater. 2018, 3, 125.

[57] J. Liu, S. Qu, Z. Suo, W. Yang, Natl. Sci. Rev. 2021, 8, nwaa254.

[58] A. Li, B. Ma, S. Hua, R. Ping, L. Ding, B. Tian, X. Zhang, Carbohydr. Polym. 2024, 333, 121952.

[59] B. Lv, L. Lu, L. Hu, P. Cheng, Y. Hu, X. Xie, G. Dai, B. Mi, X. Liu, G. Liu, Theranostics 2023, 13, 2015.

[60] C. Huang, L. Dong, B. Zhao, Y. Lu, S. Huang, Z. Yuan, G. Luo, Y. Xu, W. Qian, Clin. Transl. Med. 2022, 12, e1094.

[61] Y. Liang, J. He, B. Guo, ACS Nano 2021, 15, 12687.

[62] G. He, W. Liu, Y. Liu, S. Wei, Y. Yue, L. Dong, L. Yu, Adv. Colloid Interface Sci. 2025, 335, 103359.

[63] Y. Xiong, Z. Fang, P. Tang, Y. Li, H. Jiang, J. Li, Z. Li, G. Wang, Carbohydr. Polym. 2025, 348, 122879.

[64] Y. Xiong, Z. Fang, D. Hu, H. Jiang, L. Huang, Q. Mao, G. Wang, J. Li, Z. Liu, C. Ma, ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 38795.

[65] Z. Yang, X. Yang, R. Long, J. Li, Langmuir 2021, 37, 7097.

[66] X. Peng, X. Xu, Y. Deng, X. Xie, L. Xu, X. Xu, W. Yuan, B. Yang, X. Yang, X. Xia, L. Duan, L. Bian, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2102583.

[67] J. Liu, Y. S. Huang, Y. Liu, D. Zhang, K. Koynov, H. J. Butt, S. Wu, Nat. Chem. 2024, 16, 1024.

[68] Y. Ma, S. Ma, W. Yang, B. Yu, X. Pei, F. Zhou, W. Liu, Adv. Mater. Technol. 2018, 4, 1800467.

[69] R. Rahimi, S. S. Es-Haghi, S. Chittiboyina, Z. Mutlu, S. A. Lelievre, M. Cakmak, B. Ziaie, Adv. Healthcare Mater. 2018, 7, e1800231.

[70] P. M. Kharkar, K. L. Kiick, A. M. Kloxin, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 7335.

[71] J. Zhou, X. Lu, C. Li, T. Zhang, T. Li, X. Wu, Y. He, H. Zhao, H. Zhou, H. Liu, Q. Guo, Chem. Eng. J. 2025, 519, 164927.

[72] G. D. Cha, W. H. Lee, S. H. Sunwoo, D. Kang, T. Kang, K. W. Cho, M. Kim, O. K. Park, D. Jung, J. Lee, S. H. Choi, T. Hyeon, D. H. Kim, ACS Nano 2022, 16, 554.

[73] M. Kar, Y. R. Vernon Shih, D. O. Velez, P. Cabrales, S. Varghese, Biomaterials 2016, 77, 186.

[74] Y. Hosokawa, T. Goshima, T. Kai, S. Kobaru, Y. Ohzuno, S. Nii, S. Kiyoyama, M. Yoshida, T. Takei, Materials 2024, 17, 6027.

[75] B. Mandal, A. P. Rameshbabu, S. R. Soni, A. Ghosh, S. Dhara, S. Pal, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 36583.

[76] Z. Lu, R. Sheng, W. Zhang, J. Chen, Chem. Eng. J. 2025, 508, 160728.

[77] X. Zhao, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2017, 114, 8138.

[78] X. Li, J. P. Gong, Nat. Rev. Mater. 2024, 9, 380.

[79] X. Liang, G. Chen, S. Lin, J. Zhang, L. Wang, P. Zhang, Y. Lan, J. Liu, Adv. Mater. 2022, 34, e2107106.

[80] B. Le Roi, J. M. Grolman, ACS Macro Lett. 2025, 14, 176.

[81] T. Wang, J. Liu, Y. Zhao, Y. Lu, Bioact. Mater. 2025, 52, 300.

[82] S. O. Sarrigiannidis, J. M. Rey, O. Dobre, C. Gonzalez-Garcia, M. J. Dalby, M. Salmeron-Sanchez, Mater. Today Bio 2021, 10, 100098.

[83] M. Fayed, C. Wei, L. Jin, Adv. Eng. Mater. 2024, 27, 2402044.

[84] W. Cui, Y. Zheng, R. Zhu, Q. Mu, X. Wang, Z. Wang, S. Liu, M. Li, R. Ran, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2204832.

[85] X. Ding, M. Wang, L. Wei, L. Wang, M. Yuan, F. Yu, H. Yang, Iran. Polym. J. 2023, 33, 273.

[86] Y. H. Fang, C. Liang, V. Liljestrom, Z. P. Lv, O. Ikkala, H. Zhang, Adv. Mater. 2024, 36, e2402282.

[87] W. Gao, L. Wang, Q. Wei, Y. Wei, H. Ma, L. Long, X. Hou, J. Zhao, X. Yuan, Adv. Funct. Mater. 2024, 35, 2418941.

[88] X. Li, X. Mei, M. Chen, D. Li, Q. Zeng, J. Zhu, S. Long, Y. Huang, Chem. Eng. J. 2024, 497, 154673.

[89] Y. Li, D. Wang, J. Wen, J. Liu, D. Zhang, J. Li, H. Chu, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2011259.

[90] Y. Gu, W. Wu, C. Zhang, X. Li, X. Guo, Y. Wang, Y. Yuan, B. Jiang, Y. Jin, Adv. Funct. Mater. 2024, 35, 2011259.

[91] Y. Yu, Z. Zhou, H. Ruan, Y. Li, Chem. Eng. J. 2025, 505, 158877.

[92] X. Wang, J. Fang, W. Zhu, C. Zhong, D. Ye, M. Zhu, X. Lu, Y. Zhao, F. Ren, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2010068.

[93] Y. Huang, D. R. King, T. L. Sun, T. Nonoyama, T. Kurokawa, T. Nakajima, J. P. Gong, Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1605350.

[94] Y. Jiao, Y. Lu, K. Lu, Y. Yue, X. Xu, H. Xiao, J. Li, J. Han, J. Colloid Interface Sci. 2021, 597, 171.

[95] X. Wang, H. Huang, R. Xu, Y. Fang, Y. Weng, Z. Wang, X. Xiong, H. Liu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 45676.

[96] B. Li, Y. Han, Y. Zhang, X. Cao, Z. Luo, Cellulose 2020, 27, 9913.

[97] X. Pan, J. Pan, X. Li, Z. Wang, Y. Ni, Q. Wang, Adv. Mater. 2024, 36, e2406671.

[98] C. Du, X. N. Zhang, T. L. Sun, M. Du, Q. Zheng, Z. L. Wu, Macromol. 2021, 54, 4313.

[99] Q. Liu, X. Dong, H. Qi, H. Zhang, T. Li, Y. Zhao, G. Li, W. Zhai, Nat. Commun. 2024, 15, 3237.

[100] R. Zhu, D. Zhu, Z. Zheng, X. Wang, Nat. Commun. 2024, 15, 1344.

[101] P. Bertsch, M. Diba, D. J. Mooney, S. C. G. Leeuwenburgh, Chem. Rev. 2023, 123, 834.

[102] M. Gosecka, M. Gosecki, D. Jawors-Krych, Adv. Funct. Mater 2023, 33, 2212302.

[103] P. Liu, Y. Zhang, Y. Guan, Y. Zhang, Adv. Mater. 2023, 35, e2210021.

[104] J. Cui, J. Chen, Z. Ni, W. Dong, M. Chen, D. Shi, ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 47148.

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

[106] S. Wen, P. Xia, C. Peng, W. Zhang, D. M. Wang, L. Huang, L. Pan, H. Li, H. Yin, M. Gao, R. S. Tuan, L. Jiang, J. Wang, Adv. Mater. 2025, 38, e11595.

[107] M. Wang, X. Xiao, S. Siddika, M. Shamsi, E. Frey, W. Qian, W. Bai, B. T. O'Connor, M. D. Dickey, Nature 2024, 631, 313.

[108] Q. Wang, Y. Zhang, Y. Ma, M. Wang, G. Pan, Mater. Today Bio 2023, 20, 100640.

[109] S. Dong, S. An, Q. Saiding, Q. Chen, B. Liu, N. Kong, W. Chen, W. Tao, Chem. Rev. 2025, 125, 8835.

[110] J. Zhang, Z. Cheng, P. Li, B. Tian, Nat. Rev. Mater. 2025, 10, 425.

[111] X. Yang, L. Xu, C. Wang, J. Wu, B. Zhu, X. Meng, D. Qiu, Adv. Mater. 2023, 35, e2303728.

[112] Y. Wu, Y. Zhang, H. Wu, J. Wen, S. Zhang, W. Xing, H. Zhang, H. Xue, J. Gao, Y. Mai, Adv. Mater. 2023, 35, e2210624.

[113] L. Xu, S. Gao, Q. Guo, C. Wang, Y. Qiao, D. Qiu, Adv. Mater. 2020, 32, e2004579.

[114] M. Lu, F. Liu, R. Tan, Z. Xiao, X. Dong, H. Wang, L. Tang, T. Chen, Z. L. Wu, W. Hong, T. Sun, Chem. Mater. 2022, 34, 10995.

[115] G. Kang, N. Lu, L. Li, S. Wang, S. Liu, Y. Yang, J. Luan, S. Zhang, G. Wang, Nano Lett. 2025, 25, 3858.

[116] X. Zhu, P. Qi, W. Fan, H. Wang, K. Sui, Chem. Eng. J. 2022, 438, 135610.

[117] T. Yuan, X. Cui, X. Liu, X. Qu, J. Sun, Macromol. 2019, 52, 3141.

[118] P. J. Flory, J. Rehner, The Journal of Chemical Physics 1943, 11, 521.

[119] H. Yan, B. Jin, Int. J. Solids Struct. 2012, 49, 436.

[120] Q. S. Yang, L. H. Ma, J. J. Shang, Int. J. Solids Struct. 2013, 50, 2437.

[121] S. Wang, Y. Chen, Y. Sun, Y. Qin, H. Zhang, X. Yu, Y. Liu, Commun. Mater. 2022, 3, 2.

[122] Y. Bai, Y. Shi, X. Li, Y. Zhang, Y. Wang, Small 2024, 20, e2406902.

[123] M. Tang, D. Zheng, J. Samanta, E. H. R. Tsai, H. Qiu, J. A. Read, C. Ke, Chem 2023, 9, 3515.

[124] M. Ohira, T. Katashima, M. Naito, D. Aoki, Y. Yoshikawa, H. Iwase, S. I. Takata, K. Miyata, U. I. Chung, T. Sakai, M. Shibayama, X. Li, Adv. Mater. 2022, 34, e2108818.

[125] J. Li, K. Wang, J. Wang, Y. Yuan, H. Wu, Mater. Today Commun. 2022, 30, 103019.

[126] Z. Wang, X. Zheng, T. Ouchi, T. B. Kouznetsova, H. K. Beech, S. Av-Ron, T. Matsuda, B. H. Bowser, S. Wang, J. A. J. S. Johnson, J. A. Kalow, B. D. Olsen, J. P. Gong, M. Rubinstein, S. L. Craig, Science 2021, 374, 193.

[127] Z. Bao, C. Xian, Q. Yuan, G. Liu, J. Wu, Adv. Healthcare Mater. 2019, 8, e1900670.

[128] L. Li, P. Wu, F. Yu, J. Ma, J. Mater. Chem. A 2022, 10, 9215.

[129] J. P. Gong, Y. Katsuyama, T. Kurokawa, Y. Osada, Adv. Mater. 2003, 15, 1155.

[130] G. Li, K. Huang, J. Deng, M. Guo, M. Cai, Y. Zhang, C. F. Guo, Adv. Mater. 2022, 34, e2200261.

[131] G. Su, S. Yin, Y. Guo, F. Zhao, Q. Guo, X. Zhang, T. Zhou, G. Yu, Mater. Horiz. 2021, 8, 1795.

[132] W. J. Yang, R. Zhang, X. Guo, R. Ma, Z. Liu, T. Wang, L. Wang, J. Mater. Chem. A 2022, 10, 23649.

[133] J. Wu, W. Xue, Z. Yun, Q. Liu, X. Sun, Mater. Today Bio 2024, 25, 100998.

[134] B. R. Estevam, I. D. Perez, Â. M. Moraes, L. V. Fregolente, Mater. Today Chem 2023, 34, 101803.

[135] L. Wang, J. Dong, Z. Zhao, D. Li, W. Dong, Y. Lu, B. Jin, H. Li, Q. Liu, B. Deng, Int. J. Biol. Macromol. 2023, 228, 48.

[136] M. Zhang, Y. Yang, M. Li, Q. Shang, R. Xie, J. Yu, K. Shen, Y. Zhang, Y. Cheng, Adv. Mater. 2023, 35, e2301551.

[137] Y. He, Y. Li, Y. Sun, S. Zhao, M. Feng, G. Xu, H. Zhu, P. Ji, H. Mao, Y. He, Z. Gu, Carbohydr. Polym. 2021, 261, 117870.

[138] X. Li, C. Tang, D. Liu, Z. Yuan, H. C. Hung, S. Luozhong, W. Gu, K. Wu, S. Jiang, Adv. Mater. 2021, 33, e2102479.

[139] J. H. Je, U. H. Choi, Chem. Eng. J. 2024, 483, 149386.

[140] X. Wang, F. Zhao, X. Qin, S. Feng, Colloids Surf., A 2020, 589, 124428.

[141] P. Huang, W. Chen, L. Yan, Nanoscale 2013, 5, 6034.

[142] M. Milovanovic, L. Mihailowitsch, M. Santhirasegaran, V. Brandt, J. C. Tiller, J. Mater. Sci. 2021, 56, 15299.

[143] Y. Sun, T. Zhou, W. Li, F. Yu, J. Ma, Chemosphere 2020, 241, 125110.

[144] N. Rauner, M. Meuris, M. Zoric, J. C. Tiller, Nature 2017, 543, 407.

[145] X. Su, K. Xu, X. Zhao, T. Yu, W. Fan, K. Sui, Composites Communications 2024, 49, 101907.

[146] G. Zhang, J. Steck, J. Kim, C. H. Ahn, Z. J. S. A. Suo, Sci. Adv. 2023, 9, eadh7742.

[147] M. Hua, S. Wu, Y. Ma, Y. Zhao, Z. Chen, I. Frenkel, J. Strzalka, H. Zhou, X. Zhu, X. He, Nature 2021, 590, 594.

[148] W. Li, X. Wang, Z. Liu, X. Zou, Z. Shen, D. Liu, L. Li, Y. Guo, F. Yan, Nat. Mater. 2024, 23, 131.

[149] X. Meng, Y. Qiao, C. Do, W. Bras, C. He, Y. Ke, T. P. Russell, D. Qiu, Adv. Mater. 2022, 34, e2108243.

[150] Y. Bai, Y. Lu, S. Bi, W. Wang, F. Lin, F. Zhu, P. Yang, N. Ding, S. Liu, W. Zhao, N. Liu, Q. Zhao, Adv. Mater. Technol. 2023, 8, 2201767.

[151] S. Wu, M. Hua, Y. Alsaid, Y. Du, Y. Ma, Y. Zhao, C. Y. Lo, C. Wang, D. Wu, B. Yao, J. Strzalka, H. Zhou, X. Zhu, X. He, Adv. Mater. 2021, 33, e2007829.

[152] X. Sun, Y. Mao, Z. Yu, P. Yang, F. Jiang, Adv. Mater. 2024, 36, e2400084.

[153] H. C. Yu, X. P. Hao, C. W. Zhang, S. Y. Zheng, M. Du, S. Liang, Z. L. Wu, Q. Zheng, Small 2021, 17, e2103836.

[154] L. Xu, Y. Qiao, D. Qiu, Adv. Mater. 2023, 35, e2209913.

[155] S. Anjum, P. Gurave, M. V. Badiger, A. Torris, N. Tiwari, B. Gupta, Polymer 2017, 126, 196.

[156] X. Li, Y. Zhao, D. Li, G. Zhang, S. Long, H. Wang, Polymer 2017, 121, 55.

[157] X. Y. Liu, H. Xu, L. Q. Zhang, M. Zhong, X. M. Xie, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 42856.

[158] J. Wen, X. Zhang, M. Pan, J. Yuan, Z. Jia, L. Zhu, Polymers 2020, 12, 239.

[159] L. Huang, D. Tang, Z. Yang, FlexMat 2024, 1, 59.

[160] P. Lu, X. Liao, X. Guo, C. Cai, Y. Liu, M. Chi, G. Du, Z. Wei, X. Meng, S. Nie, Nano-Micro Lett. 2024, 16, 257.

[161] L. Geng, W. Liu, B. Fan, J. Wu, S. Shi, A. Huang, J. Hu, X. Peng, Chem. Eng. J. 2023, 462, 142226.

[162] Y. Shi, B. Zhang, J. Zhao, J. Qin, K. Bai, J. Yu, X. Zhang, FlexMat 2024, 1, 150.

[163] L. Hu, P. L. Chee, S. Sugiarto, Y. Yu, C. Shi, R. Yan, Z. Yao, X. Shi, J. Zhi, D. Kai, H. D. Yu, W. Huang, Adv. Mater. 2023, 35, e2205326.

[164] D. Boateng, X. Li, Y. Zhu, H. Zhang, M. Wu, J. Liu, Y. Kang, H. Zeng, L. Han, Biosens. Bioelectron. 2024, 261, 116499.

[165] X. Li, D. Wang, F. Ran, Energy Storage Materials 2023, 56, 351.

[166] Z. Song, S. Yuan, X. Zhang, X. Zhao, Q. Zou, Adv. Energy Mater. 2025, 15, e02994.

[167] W. Yan, G. Qiao, Y. Liu, J. Wei, Z. Tie, Z. Jin, J. Power Sources 2023, 561, 232736.

[168] Y. Song, Z. Hu, S. Hao, C. Shao, Y. Xia, C. Wang, J. Zhang, W. Yu, P. Fu, H. Cong, J. Yang, Adv. Funct. Mat. 2025, 35, 2509712.

[169] C. Cao, S. Ji, Y. Jiang, J. Su, H. Xia, H. Li, C. Tian, Y. J. Wong, X. Feng, X. Chen, Adv. Mater. 2024, 36, e2401875.

[170] J. T. Suri, D. B. Cordes, F. E. Cappuccio, R. A. Wessling, B. Singaram, Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2003, 42, 5857.

[171] A. J. Marshall, D. S. Young, J. Blyth, S. Kabilan, C. R. J. A. C. Lowe, Anal. Chem. 2004, 76, 1518.

[172] Y. Ni, X. Zang, Y. Yang, Z. Gong, H. Li, J. Chen, C. Wu, J. Huang, Y. Lai, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 24024853.

[173] X. Li, L. Jin, A. Ni, L. Zhang, L. He, H. Gao, P. Lin, K. Zhang, X. Chu, S. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 30182.

[174] Q. Ding, Y. Luo, W. Shi, H. Wang, J. Li, Y. Zhou, X. Zhu, D. Yao, Z. Wu, K. Tao, F. Liu, P. Xu, H. Long, P. Wan, F. Huo, J. Wu, Adv. Funct. Mater. 2025, 36, e12817.

[175] J. Xu, H. Zhang, Z. Guo, C. Zhang, H. Tan, G. Gong, M. Yu, L. Xu, Int. J. Biol. Macromol. 2023, 230, 123195.

[176] W. Xu, W. Wang, S. Chen, R. Zhang, Y. Wang, Q. Zhang, L. Yuwen, W. J. Yang, L. Wang, J. Colloid Interface Sci. 2021, 586, 601.

[177] Y. Wang, Y. Xie, X. Xie, D. Wu, H. Wu, X. Luo, Q. Wu, L. Zhao, J. Wu, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2210224.

[178] E. P. Alsac, D. L. Nelson, S. G. Yoon, K. A. Cavallaro, C. Wang, S. E. Sandoval, U. D. Eze, W. J. Jeong, M. T. McDowell, Chem. Rev. 2025, 125, 2009.

[179] S. G. Yoon, B. S. Vishnugopi, E. P. Alsac, W. J. Jeong, S. E. Sandoval, D. L. Nelson, A. Ayyaswamy, P. P. Mukherjee, M. T. McDowell, ACS Nano 2024, 18, 20792.

[180] B. Hu, S. Zhang, Z. Ning, D. Spencer-Jolly, D. L. R. Melvin, X. Gao, J. Perera, S. D. Pu, G. J. Rees, L. Wang, L. Yang, H. Gao, S. Marathe, G. Burca, T. J. Marrow, P. G. Bruce, Joule 2024, 8, 2623.

[181] F. Hussain, J. Zhu, Y. Zhao, W. Xia, npj Comput. Mater. 2024, 10, 148.

[182] L. Chen, T. Xiao, J. L. Yang, Y. Liu, J. Xian, K. Liu, Y. Zhao, H. J. Fan, P. Yang, Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2024, 63, e202400230.

[183] C. Wang, Z. Pei, Q. Meng, C. Zhang, X. Sui, Z. Yuan, S. Wang, Y. Chen, Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2021, 60, 990.

[184] W. Sun, J. Yang, X. Ji, H. Jiang, L. Gai, X. Li, L. Liu, Sustainable Mater. Technol. 2022, 32, e00437.

[185] X. Li, Y. Wang, D. Li, C. Shen, M. Chen, S. Long, Y. Huang, Polym. Test. 2022, 115, 107720.

[186] T. Lin, M. Shi, F. Huang, J. Peng, Q. Bai, J. Li, M. Zhai, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 29684.

[187] D. Ji, J. M. Park, M. S. Oh, T. L. Nguyen, H. Shin, J. S. Kim, D. Kim, H. S. Park, J. Kim, Nat. Commun. 2022, 13, 3019.

[188] Z. J. Chen, T. Y. Shen, X. Xiao, X. C. He, Y. L. Luo, Z. Jin, C. H. Li, Adv Mater 2024, 36, e2413268.

[189] J. Chen, M. Chen, H. Chen, M. Yang, X. Han, D. Ma, P. Zhang, C. P. Wong, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 2024, 121, e2322944121.

[190] Z. Chen, J. W. F. To, C. Wang, Z. Lu, N. Liu, A. Chortos, L. Pan, F. Wei, Y. Cui, Z. Bao, Adv. Energy Mater 2014, 4, 1400207.

[191] T. Yu, X. Lei, H. Chen, K. Fan, D. Wang, Y. Gao, Ceram. Int. 2022, 48, 1382.

[192] H. Yuk, S. Lin, C. Ma, M. Takaffoli, N. X. Fang, X. Zhao, Nat. Commun. 2017, 8, 14230.

[193] H. Na, Y. W. Kang, C. S. Park, S. Jung, H. Y. Kim, J. Y. Sun, Science 2022, 376, 301.

[194] J. Ko, C. Kim, D. Kim, Y. Song, S. Lee, B. Yeom, J. Huh, S. Han, D. Kang, J. S. Koh, J. Cho, Science robotics 2022, 7, eabo6463.

[195] X. Zhang, Y. Wang, B. Shi, D. Bi, Q. Chang, L. Zhang, H. Wu, iScience 2024, 27, 109725.

[196] Z. Zhang, F. Xiao, S. Wang, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 1121.

Rights & permissions

2026 The Author(s). FlexMat published by John Wiley & Sons Australia, Ltd on behalf of Nanjing University of Posts & Telecommunications.