Liquid crystal based programmable active materials

Abstract

Active materials are of great interest to a broad spectrum of scientists, including those in physics, biology, materials science, engineering, and biomedical engineering. Learning how to control active materials in a programmable manner could open opportunities for designing smart materials and micromachines. This review presents advances to program out-of-equilibrium active materials, including living bacteria, inanimate colloids, and soft active materials such as stimuli-responsive liquid crystal (LC) polymer networks. The collective dynamics of microscopic bacteria can be controlled to form vortices and polar jets by using topological defects and patterns in LC. Similarly, the collective transport and programmable reconfigurations of microscopic colloids are achieved through the manipulation of LC defect structures. Additionally, the nanoscale orientational order in topological patterns can be incorporated into LC polymer networks to control the complex patterning of nanofiber structures. Furthermore, when the molecular orientations of topological defects are combined with the geometrical shapes of liquid crystal elastomer kirigami, macroscopic morphing behaviors can be programmed by manipulating the interplay between topological profiles and kirigami shapes. Hence, the programmable active materials discussed in this review encompass topics ranging from the collective dynamics of microscopically inanimate and living objects to the macroscopic shape morphing of polymeric constructs. Finally, this review provides perspectives on future opportunities and will inspire advancements in fields such as responsive materials, soft robotics, and tissue engineering.

Keywords

active materials / liquid crystals / liquid crystal elastomers / topological defects

References

[1] E. Lauga, T. R. Powers, Rep. Prog. Phys. 2009, 72, 096601.

[2] I. S. Aranson, Phys.-Usp. 2013, 56, 79.

[3] M. C. Marchetti, J.-F. Joanny, S. Ramaswamy, T. B. Liverpool, J. Prost, M. Rao, R. A. Simha, Rev. Mod. Phys. 2013, 85, 1143.

[4] S. Ramaswamy, J. Stat. Mech.: Theory Exp. 2017, 2017, 054002.

[5] D. Needleman, Z. Dogic, Nat. Rev. Mater. 2017, 2, 17048.

[6] J. M. Yeomans, Europhys. News 2017, 48, 21.

[7] T. B. Saw, W. Xi, B. Ladoux, C. T. Lim, Adv. Mater. 2018, 30, 1802579.

[8] A. Doostmohammadi, J. Ignés-Mullol, J. M. Yeomans, F. Sagués, Nat. Commun. 2018, 9, 3246.

[9] G. Gompper, R. G. Winkler, T. Speck, A. Solon, C. Nardini, F. Peruani, H. Löwen, R. Golestanian, U. B. Kaupp, L. Alvarez, T. Kiørboe, E. Lauga, W. C. K. Poon, A. DeSimone, S. Muiños-Landin, A. Fischer, N. A. Söker, F. Cichos, R. Kapral, P. Gaspard, M. Ripoll, F. Sagues, A. Doostmohammadi, J. M. Yeomans, I. S. Aranson, C. Bechinger, H. Stark, C. K. Hemelrijk, F. J. Nedelec, T. Sarkar, T. Aryaksama, M. Lacroix, G. Duclos, V. Yashunsky, P. Silberzan, M. Arroyo, S. Kale, J. Phys.: Condens. Matter 2020, 32, 193001.

[10] S. Shankar, A. Souslov, M. J. Bowick, M. C. Marchetti, V. Vitelli, Nat. Rev. Phys. 2022, 4, 380.

[11] I. S. Aranson, Rep. Prog. Phys. 2022, 85, 076601.

[12] F. Ji, Y. Wu, M. Pumera, L. Zhang, Adv. Mater. 2023, 35, 2203959.

[13] O. Hallatschek, S. S. Datta, K. Drescher, J. Dunkel, J. Elgeti, B. Waclaw, N. S. Wingreen, Nat. Rev. Phys. 2023, 5, 407.

[14] P. Guillamat, J. Ignés-Mullol, F. Sagués, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2016, 113, 5498.

[15] A. Bernheim-Groswasser, N. S. Gov, S. A. Safran, S. Tzlil, Adv. Mater. 2018, 0, 1707028.

[16] S. Ramaswamy, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 2010, 1, 323.

[17] I. S. Aranson, Acc. Chem. Res. 2018, 51, 3023.

[18] F. Jülicher, S. W. Grill, G. Salbreux, Rep. Prog. Phys. 2018, 81, 076601.

[19] M. Das, C. F. Schmidt, M. Murrell, Soft Matter 2020, 16, 7185.

[20] R. Zheng, Y. Wei, Z.-C. Zhang, Z.-Y. Wang, L.-L. Ma, Y. Wang, L. Huang, Y.-Q. Lu, Responsive Mater. 2023, 1, e20230017.

[21] S. Leanza, S. Wu, X. Sun, H. J. Qi, R. R. Zhao, Adv. Mater. 2024, 36, 2302066.

[22] J. Gao, Y. Tang, D. Martella, J. Guo, D. S. Wiersma, Q. Li, Responsive Mater. 2023, 1, e20230008.

[23] X. Hu, B. Lei, S.-S. Li, L.-J. Chen, Q. Li, Responsive Mater. 2023, 1, e20230009.

[24] Y. Ma, C.-J. Shih, Y. Bao, Responsive Mater. 2024, 2, e20240008.

[25] H. Sentjens, A. J. J. Kragt, A. P. H. J. Schenning, M. G. Debije, Responsive Mater. 2023, 1, e20230006.

[26] Y. Zhang, F. Fan, Y. Chai, X. Chen, Responsive Mater. 2024, 2, e20240006.

[27] H. Zhang, Y. Liu, S. Qu, Responsive Mater. 2024, 2, e20240012.

[28] W. Meng, J. Wang, L. Jiang, Responsive Mater. 2024, 2, e20240001.

[29] J. Jeon, D. Bukharina, M. Kim, S. Kang, J. Kim, Y. Zhang, V. Tsukruk, Responsive Mater. 2024, 2, e20230032.

[30] K. Mehta, A. R. Peeketi, L. Liu, D. Broer, P. Onck, R. K. Annabattula, Appl. Phys. Rev. 2020, 7, 041306.

[31] J. Liu, Y. Gao, Y.-J. Lee, S. Yang, Trends Chem. 2020, 2, 107.

[32] S. Ma, P. Xue, Y. Tang, R. Bi, X. Xu, L. Wang, Q. Li, Responsive Mater. 2024, 2, e20230026.

[33] F. G. Woodhouse, J. Dunkel, Nat. Commun. 2017, 8, 15169.

[34] S. Liu, S. Shankar, M. C. Marchetti, Y. Wu, Nature 2021, 590, 80.

[35] H. Xu, Y. Huang, R. Zhang, Y. Wu, Nat. Phys. 2022, 19, 46.

[36] H. Xu, Y. Wu, Nature 2024, 627, 553.

[37] S. Liu, Y. Li, Y. Wang, Y. Wu, Nat. Phys. 2024, 20, 1015.

[38] T. J. White, D. J. Broer, Nat. Mater. 2015, 14, 1087.

[39] L. Hines, K. Petersen, G. Z. Lum, M. Sitti, Adv. Mater. 2017, 29, 1603483.

[40] S. Palagi, P. Fischer, Nat. Rev. Mater. 2018, 3, 113.

[41] T. J. Wallin, J. Pikul, R. F. Shepherd, Nat. Rev. Mater. 2018, 3, 84.

[42] H. Zeng, P. Wasylczyk, D. S. Wiersma, A. Priimagi, Adv. Mater. 2018, 30, 1703554.

[43] Y.-Y. Xiao, Z.-C. Jiang, Y. Zhao, Adv. Intell. Syst. 2020, 2, 2000148.

[44] C. S. X. Ng, M. W. M. Tan, C. Xu, Z. Yang, P. S. Lee, G. Z. Lum, Adv. Mater. 2021, 33, 2003558.

[45] P. Rothemund, Y. Kim, R. H. Heisser, X. Zhao, R. F. Shepherd, C. Keplinger, Nat. Mater. 2021, 20, 1582.

[46] L. Tan, A. C. Davis, D. J. Cappelleri, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2007125.

[47] C. Zhu, Y. Lu, L. Jiang, Y. Yu, Adv. Funct. Mater. 2021, 1, 2009835.

[48] M. Li, A. Pal, A. Aghakhani, A. Pena-Francesch, M. Sitti, Nat. Rev. Mater. 2022, 7, 235.

[49] Y. Wang, J. Liu, S. Yang, Appl. Phys. Rev. 2022, 9, 011301.

[50] S. J. D. Lugger, S. J. A. Houben, Y. Foelen, M. G. Debije, A. P. H. J. Schenning, D. J. Mulder, Chem. Rev. 2022, 122, 4946.

[51] Z. Chen, H. Wang, Y. Cao, Y. Chen, O. Akkus, H. Liu, C. C. Cao, Matter 2023, 6, 3803.

[52] S.-Y. Chen, Z.-H. Zhao, C.-H. Li, Q. Li, Responsive Mater. 2023, 1, e20230011.

[53] M. Lei, Q. Wang, R. Gu, D.-H. Qu, Responsive Mater. 2024, 2, e20230027.

[54] Z. Huang, X. Li, T. Liang, B. Ren, X. Zhang, Y. Zheng, Q. a. Zhang, Z. Fang, M. Wu, M. Zulfiqar, L. Jing, S. Qu, B. Chen, J. Gan, D. Peng, Responsive Mater. 2024, 2, e20240019.

[55] A. Tateyama, T. Nakanishi, Responsive Mater. 2023, 1, e20230001.

[56] P. Zhang, G. Wang, H. Yu, Responsive Mater. 2024, 2, e20240016.

[57] Y. Zhang, Z.-G. Zheng, Q. Li, Responsive Mater. 2024, 2, e20230029.

[58] F. Wang, R. Lyu, H. Xu, R. Gong, B. Ding, Responsive Mater. 2024, 2, e20240007.

[59] Y. Xu, M. Jin, J. Wang, S. Huang, Q. Li, Responsive Mater. 2024, 2, e20240020.

[60] O. D. Lavrentovich, Liq. Cryst. Rev. 2020, 8, 59.

[61] H. K. Bisoyi, Q. Li, Chem. Rev. 2021, 122, 4887.

[62] W.-C. Gao, J. Qiao, J. Hu, Y.-S. Guan, Q. Li, Responsive Mater. 2024, 2, e20230022.

[63] X. Chen, N. Gianneschi, D. Ginger, J.-M. Nam, H. Zhang, Adv. Mater. 2021, 33, 2107344.

[64] H. Yu, Y. Fu, X. Zhang, L. Chen, D. Qi, J. Shi, W. Wang, Programmable Mater. 2023, 1, e7.

[65] A. A. Chafik, J. Gaber, S. Tayane, M. Ennaji, J. Bourgeois, T. E. Ghazawi, ACM Comput. Surv. 2024, 56, 1.

[66] G. Scalet, Appl. Mater. Today 2024, 40, 102372.

[67] Y. Dong, A. N. Ramey-Ward, K. Salaita, Adv. Mater. 2021, 33, 2006600.

[68] X.-F. Hou, X. Chen, J.-H. Wei, Y. Xu, X.-M. Chen, Q. Li, Responsive Mater. 2023, 1, e20230016.

[69] Y. Guo, M. Jiang, C. Peng, K. Sun, O. Yaroshchuk, O. Lavrentovich, Q. H. Wei, Adv. Mater. 2016, 28, 2353.

[70] S.-B. Wu, J.-B. Wu, H.-M. Cao, Y.-Q. Lu, W. Hu, Phys. Rev. Lett. 2023, 130, 078101.

[71] J. Jiang, K. Ranabhat, X. Wang, H. Rich, R. Zhang, C. Peng, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2022, 119, e2122226119.

[72] Z. Asilehan, W. Tang, J. Zhang, Z. Chen, R. Wang, Q. Shi, G. Song, J. Jiang, R. Zhang, C. Peng, Nat. Commun. 2025, 16, 1148.

[73] J. Zhang, W. Tang, Z. Asilehan, Z. Chen, Q. Shi, F. Vergara, J. Jiang, R. Zhang, C. Peng, Sci. Adv. 2025, 11, eads7281.

[74] L.-L. Ma, C.-Y. Li, J.-T. Pan, Y.-E. Ji, C. Jiang, R. Zheng, Z.-Y. Wang, Y. Wang, B.-X. Li, Y.-Q. Lu, Light: Sci. Appl. 2022, 11, 270.

[75] R. Lan, X.-G. Hu, J. Chen, X. Zeng, X. Chen, T. Du, X. Song, H. Yang, Responsive Mater. 2024, 2, e20230030.

[76] C. Peng, T. Turiv, Y. Guo, Q.-H. Wei, O. D. Lavrentovich, Science 2016, 354, 882.

[77] J. Jiang, O. I. Akomolafe, X. Wang, Z. Asilehan, W. Tang, J. Zhang, Z. Chen, R. Wang, K. Ranabhat, R. Zhang, C. Peng, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2024, 121, e2402395121.

[78] J. Chen, O. I. Akomolafe, N. P. Dhakal, M. Pujyam, O. Skalli, J. Jiang, C. Peng, ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 7230.

[79] J. Chen, A. S. Johnson, J. Weber, O. I. Akomolafe, J. Jiang, C. Peng, Adv. Intell. Syst. 2022, 4, 2100233.

[80] J. Chen, J. Jiang, J. Weber, V. Gimenez-Pinto, C. Peng, ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 4538.

[81] T. Vicsek, A. Czirók, E. Ben-Jacob, I. Cohen, O. Shochet, Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 1226.

[82] E. Lauga, Annu. Rev. Fluid Mech. 2016, 48, 105.

[83] E. M. Purcell, Am. J. Phys. 1977, 45, 3.

[84] D. L. Koch, G. Subramanian, Annu. Rev. Fluid Mech. 2011, 43, 637.

[85] P. C. Mushenheim, R. R. Trivedi, S. S. Roy, M. S. Arnold, D. B. Weibel, N. L. Abbott, Soft Matter 2015, 11, 6821.

[86] C. Dombrowski, L. Cisneros, S. Chatkaew, R. E. Goldstein, J. O. Kessler, Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 098103.

[87] A. Sokolov, I. S. Aranson, J. O. Kessler, R. E. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 158102.

[88] L. H. Cisneros, R. Cortez, C. Dombrowski, R. E. Goldstein, J. O. Kessler, Exp. Fluids 2007, 43, 737.

[89] L. H. Cisneros, J. O. Kessler, S. Ganguly, R. E. Goldstein, Phys. Rev. E 2011, 83, 061907.

[90] J. Dunkel, S. Heidenreich, K. Drescher, H. H. Wensink, M. Bär, R. E. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 2013, 110, 228102.

[91] H. Wioland, F. G. Woodhouse, J. Dunkel, J. O. Kessler, R. E. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 2013, 110, 268102.

[92] H. Wioland, E. Lushi, R. E. Goldstein, New J. Phys. 2016, 18, 075002.

[93] A. Sokolov, I. S. Aranson, Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 248109.

[94] J. R. Howse, R. A. Jones, A. J. Ryan, T. Gough, R. Vafabakhsh, R. Golestanian, Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 048102.

[95] J. Dobnikar, A. Snezhko, A. Yethiraj, Soft Matter 2013, 9, 3693.

[96] O. D. Lavrentovich, Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2016, 21, 97.

[97] C. Peng, O. D. Lavrentovich, Micromachines 2019, 10, 45.

[98] K. Chaudhary, J. J. Juarez, Q. Chen, S. Granick, J. A. Lewis, Soft Matter 2014, 10, 1320.

[99] J. Yan, M. Han, J. Zhang, C. Xu, E. Luijten, S. Granick, Nat. Mater. 2016, 15, 1095.

[100] J. Zhang, E. Luijten, B. A. Grzybowski, S. Granick, Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 5551.

[101] A. Bricard, J.-B. Caussin, N. Desreumaux, O. Dauchot, D. Bartolo, Nature 2013, 503, 95.

[102] A. Snezhko, I. S. Aranson, Nat. Mater. 2011, 10, 698.

[103] J. Yan, M. Bloom, S. C. Bae, E. Luijten, S. Granick, Nature 2012, 491, 578.

[104] J. Yan, K. Chaudhary, S. Chul Bae, J. A. Lewis, S. Granick, Nat. Commun. 2013, 4, 1516.

[105] A. Kaiser, A. Snezhko, I. S. Aranson, Sci. Adv. 2017, 3, e1601469.

[106] V. Soni, E. S. Bililign, S. Magkiriadou, S. Sacanna, D. Bartolo, M. J. Shelley, W. T. M. Irvine, Nat. Phys. 2019, 15, 1188.

[107] K. Han, G. Kokot, S. Das, R. G. Winkler, G. Gompper, A. Snezhko, Sci. Adv. 2020, 6, eaaz8535.

[108] K. Han, G. Kokot, O. Tovkach, A. Glatz, I. S. Aranson, A. Snezhko, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2020, 117, 9706.

[109] B. Zhang, A. Sokolov, A. Snezhko, Nat. Commun. 2020, 11, 1.

[110] B. Zhang, H. Yuan, A. Sokolov, M. O. de la Cruz, A. Snezhko, Nat. Phys. 2022, 18, 154.

[111] J. Palacci, S. Sacanna, A. P. Steinberg, D. J. Pine, P. M. Chaikin, Science 2013, 339, 936.

[112] J. Palacci, S. Sacanna, A. Vatchinsky, P. M. Chaikin, D. J. Pine, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 15978.

[113] J. Palacci, S. Sacanna, S.-H. Kim, G.-R. Yi, D. J. Pine, P. M. Chaikin, Philos. Trans. R. Soc., A 2014, 372, 20130372.

[114] J. Palacci, S. Sacanna, A. Abramian, J. Barral, K. Hanson, A. Y. Grosberg, D. J. Pine, P. M. Chaikin, Sci. Adv. 2015, 1, e1400214.

[115] A. Aubret, M. Youssef, S. Sacanna, J. Palacci, Nat. Phys. 2018, 14, 1114.

[116] L.-L. Ma, C. Liu, S.-B. Wu, P. Chen, Q.-M. Chen, J.-X. Qian, S.-J. Ge, Y.-H. Wu, W. Hu, Y.-Q. Lu, Sci. Adv. 2021, 7, eabh3505.

[117] Y. Wang, C.-L. Yuan, W. Huang, P.-Z. Sun, B. Liu, H.-L. Hu, Z. Zheng, Y.-Q. Lu, Q. Li, Adv. Mater. 2023, 35, 2211521.

[118] R. Voituriez, J.-F. Joanny, J. Prost, Europhys. Lett. 2005, 70, 404.

[119] K.-T. Wu, J. B. Hishamunda, D. T. N. Chen, S. J. DeCamp, Y.-W. Chang, A. Fernández-Nieves, S. Fraden, Z. Dogic, Science 2017, 355, eaal1979.

[120] A. Doostmohammadi, J. M. Yeomans, Eur. Phys. J.: Spec. Top. 2019, 227, 2401.

[121] R. Di Leonardo, L. Angelani, D. Dell’Arciprete, G. Ruocco, V. Iebba, S. Schippa, M. P. Conte, F. Mecarini, F. De Angelis, E. Di Fabrizio, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 9541.

[122] A. Sokolov, M. M. Apodaca, B. A. Grzybowski, I. S. Aranson, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 969.

[123] A. Kumar, T. Galstian, S. K. Pattanayek, S. Rainville, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2013, 574, 33.

[124] I. I. Smalyukh, J. Butler, J. D. Shrout, M. R. Parsek, G. C. Wong, Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2008, 78, 030701.

[125] P. C. Mushenheim, N. L. Abbott, Soft Matter 2014, 10, 8627.

[126] S. Zhou, A. Sokolov, O. D. Lavrentovich, I. S. Aranson, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014, 111, 1265.

[127] P. C. Mushenheim, R. R. Trivedi, D. B. Weibel, N. L. Abbott, Biophys. J. 2014, 107, 255.

[128] A. Sokolov, S. Zhou, O. D. Lavrentovich, I. S. Aranson, Phys. Rev. E 2015, 91, 013009.

[129] C. J. Woolverton, E. Gustely, L. Li, O. D. Lavrentovich, Liq. Cryst. 2005, 32, 417.

[130] T. Schneider, O. Lavrentovich, Langmuir 2000, 16, 5227.

[131] S. V. Shiyanovskii, T. Schneider, I. I. Smalyukh, T. Ishikawa, G. Niehaus, K. Doane, C. J. Woolverton, O. Lavrentovich, Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2005, 71, 020702.

[132] S.-W. Tam-Chang, L. Huang, Chem. Commun. 2008, 1957.

[133] P. J. Collings, A. Dickinson, E. Smith, Liq. Cryst. 2010, 37, 701.

[134] J. Lydon, Liq. Cryst. 2011, 38, 1663.

[135] Q. Li, Liquid Crystals beyond Displays: Chemistry, Physics, and Applications, John Wiley & Sons, Hoboken2012.

[136] J. Jeong, Z. S. Davidson, P. J. Collings, T. C. Lubensky, A. Yodh, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014, 111, 1742.

[137] T. Schneider, A. Golovin, J. C. Lee, O. D. Lavrentovich, J. Inf. Disp. 2004, 5, 27.

[138] Y. A. Nastishin, H. Liu, T. Schneider, V. Nazarenko, R. Vasyuta, S. Shiyanovskii, O. Lavrentovich, Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2005, 72, 041711.

[139] T. Schneider, K. Artyushkova, J. E. Fulghum, L. Broadwater, A. Smith, O. D. Lavrentovich, Langmuir 2005, 21, 2300.

[140] V. Nazarenko, O. Boiko, H.-S. Park, O. Brodyn, M. Omelchenko, L. Tortora, Y. A. Nastishin, O. Lavrentovich, Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 017801.

[141] S. Zhou, Y. A. Nastishin, M. Omelchenko, L. Tortora, V. Nazarenko, O. Boiko, T. Ostapenko, T. Hu, C. Almasan, S. Sprunt, J. T. Gleeson, O. D. Lavrentovich, Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 037801.

[142] C. Peng, Y. Guo, T. Turiv, M. Jiang, Q. H. Wei, O. D. Lavrentovich, Adv. Mater. 2017, 29, 1606112.

[143] L. Tortora, H.-S. Park, S.-W. Kang, V. Savaryn, S.-H. Hong, K. Kaznatcheev, D. Finotello, S. Sprunt, S. Kumar, O. D. Lavrentovich, Soft Matter 2010, 6, 4157.

[144] Y.-K. Kim, S. V. Shiyanovskii, O. D. Lavrentovich, J. Phys.: Condens. Matter 2013, 25, 404202.

[145] C. Peng, O. D. Lavrentovich, Soft Matter 2015, 11, 7257.

[146] C. M. Tone, M. P. De Santo, M. G. Buonomenna, G. Golemme, F. Ciuchi, Soft Matter 2012, 8, 8478.

[147] M. A. Lohr, M. Cavallaro, D. A. Beller, K. J. Stebe, R. D. Kamien, P. J. Collings, A. G. Yodh, Soft Matter 2014, 10, 3477.

[148] J. Y. Kim, K. Nayani, H. S. Jeong, H.-J. Jeon, H.-W. Yoo, E. H. Lee, J. O. Park, M. Srinivasarao, H.-T. Jung, Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 10362.

[149] S. Zhou, Liq. Cryst. Today 2018, 27, 91.

[150] Y. Guo, H. Shahsavan, Z. S. Davidson, M. Sitti, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 36110.

[151] M.-A. Boule, S. Rainville, T. Galstian, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2020, 712, 10.

[152] H. W. Kim, S. H. Won, V. Kuzmin, B. S. Kim, S. T. Shin, Langmuir 2020, 36, 5778.

[153] N. P. Dhakal, J. Jiang, Y. Guo, C. Peng, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 13680.

[154] G. Park, S. Čopar, A. Suh, M. Yang, U. Tkalec, D. K. Yoon, ACS Cent. Sci. 2020, 6, 1964.

[155] H. S. Yun, G. Park, D. K. Yoon, J. Mater. Chem. C 2022, 10, 6878.

[156] J. Jeong, G. Han, A. C. Johnson, P. J. Collings, T. C. Lubensky, A. G. Yodh, Langmuir 2014, 30, 2914.

[157] K. Nayani, R. Chang, J. Fu, P. W. Ellis, A. Fernandez-Nieves, J. O. Park, M. Srinivasarao, Nat. Commun. 2015, 6, 8067.

[158] S. Zhou, O. Tovkach, D. Golovaty, A. Sokolov, I. S. Aranson, O. D. Lavrentovich, New J. Phys. 2017, 19, 055006.

[159] P. van der Asdonk, H. C. Hendrikse, M. Fernandez-Castano Romera, D. Voerman, B. E. Ramakers, D. W. Löwik, R. P. Sijbesma, P. H. Kouwer, Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 2609.

[160] P. Van Der Asdonk, S. Kragt, P. H. Kouwer, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 16303.

[161] P. Van der Asdonk, P. H. Kouwer, Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 5935.

[162] T. Fujiwara, K. Ichimura, J. Mater. Chem. 2002, 12, 3387.

[163] C. Peng, Y. Guo, C. Conklin, J. Viñals, S. V. Shiyanovskii, Q.-H. Wei, O. D. Lavrentovich, Phys. Rev. E 2015, 92, 052502.

[164] Y. Guo, M. Jiang, C. Peng, K. Sun, O. Yaroshchuk, O. D. Lavrentovich, Q.-H. Wei, Crystals 2016, 7, 8.

[165] C. Peng, T. Turiv, R. Zhang, Y. Guo, S. V. Shiyanovskii, Q.-H. Wei, J. De Pablo, O. D. Lavrentovich, J. Phys.: Condens. Matter 2016, 29, 014005.

[166] G. Babakhanova, T. Turiv, Y. Guo, M. Hendrikx, Q.-H. Wei, A. P. Schenning, D. J. Broer, O. D. Lavrentovich, Nat. Commun. 2018, 9, 456.

[167] C. Peng, T. Turiv, Y. Guo, Q.-H. Wei, O. D. Lavrentovich, Liq. Cryst. 2018, 45, 1936.

[168] N. P. Dhakal, J. Jiang, Y. Guo, C. Peng, Phys. Rev. Appl. 2020, 13, 014026.

[169] J. Chen, O. I. Akomolafe, J. Jiang, C. Peng, Materials 2021, 14, 7245.

[170] C. Zhang, T. Ding, Responsive Mater. 2024, 2, e20240024.

[171] O. Yaroshchuk, Y. Reznikov, J. Mater. Chem. 2012, 22, 286.

[172] T. Turiv, R. Koizumi, K. Thijssen, M. M. Genkin, H. Yu, C. Peng, Q.-H. Wei, J. M. Yeomans, I. S. Aranson, A. Doostmohammadi, O. D. Lavrentovich, Nat. Phys. 2020, 16, 481.

[173] R. Koizumi, T. Turiv, M. M. Genkin, R. J. Lastowski, H. Yu, I. Chaganava, Q.-H. Wei, I. S. Aranson, O. D. Lavrentovich, Phys. Rev. Res. 2020, 2, 033060.

[174] R. Green, J. Toner, V. Vitelli, Phys. Rev. Fluids 2017, 2, 104201.

[175] K. Copenhagen, R. Alert, N. S. Wingreen, J. W. Shaevitz, Nat. Phys. 2021, 17, 211.

[176] T. B. Saw, A. Doostmohammadi, V. Nier, L. Kocgozlu, S. Thampi, Y. Toyama, P. Marcq, C. T. Lim, J. M. Yeomans, B. Ladoux, Nature 2017, 544, 212.

[177] T. Turiv, J. Krieger, G. Babakhanova, H. Yu, S. V. Shiyanovskii, Q.-H. Wei, M.-H. Kim, O. D. Lavrentovich, Sci. Adv. 2020, 6, eaaz6485.

[178] P. Guillamat, C. Blanch-Mercader, G. Pernollet, K. Kruse, A. Roux, Nat. Mater. 2022, 21, 588.

[179] K. Kaiyrbekov, K. Endresen, K. Sullivan, Z. Zheng, Y. Chen, F. Serra, B. A. Camley, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2023, 120, e2301197120.

[180] J.-M. Armengol-Collado, L. N. Carenza, J. Eckert, D. Krommydas, L. Giomi, Nat. Phys. 2023, 19, 1773.

[181] E. Lång, A. Lång, P. Blicher, T. Rognes, P. G. Dommersnes, S. O. Bøe, Sci. Adv. 2024, 10, eadk4825.

[182] K. Kawaguchi, R. Kageyama, M. Sano, Nature 2017, 545, 327.

[183] Z. Zhao, Y. Yao, H. Li, Y. Zhao, Y. Wang, H. Zhang, H. Chaté, M. Sano, Phys. Rev. Lett. 2024, 133, 268301.

[184] G. M. Whitesides, B. Grzybowski, Science 2002, 295, 2418.

[185] V. N. Manoharan, Science 2015, 349, 1253751.

[186] S. Sacanna, W. T. Irvine, P. M. Chaikin, D. J. Pine, Nature 2010, 464, 575.

[187] D. Nykypanchuk, M. M. Maye, D. Van Der Lelie, O. Gang, Nature 2008, 451, 549.

[188] A. F. Demirörs, P. P. Pillai, B. Kowalczyk, B. A. Grzybowski, Nature 2013, 503, 99.

[189] F. Fan, K. J. Stebe, Langmuir 2005, 21, 1149.

[190] I. Muševič, Liquid Crystal Colloids, Soft and Biological Matter, Springer, Cham, Switzerland2017.

[191] I. I. Smalyukh, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 2018, 9, 207.

[192] P. Poulin, H. Stark, T. Lubensky, D. Weitz, Science 1997, 275, 1770.

[193] B. Senyuk, Q. Liu, S. He, R. D. Kamien, R. B. Kusner, T. C. Lubensky, I. I. Smalyukh, Nature 2013, 493, 200.

[194] M. Yada, J. Yamamoto, H. Yokoyama, Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 185501.

[195] I. I. Smalyukh, O. Lavrentovich, A. Kuzmin, A. Kachynski, P. Prasad, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 157801.

[196] I. Muševič, M. Škarabot, U. Tkalec, M. Ravnik, S. Žumer, Science 2006, 313, 954.

[197] M. Ravnik, M. Škarabot, S. Žumer, U. Tkalec, I. Poberaj, D. Babič, N. Osterman, I. Muševič, Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 247801.

[198] U. Ognysta, A. Nych, V. Nazarenko, I. Muševič, M. Škarabot, M. Ravnik, S. Žumer, I. Poberaj, D. Babič, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 217803.

[199] T. A. Wood, J. S. Lintuvuori, A. B. Schofield, D. Marenduzzo, W. C. Poon, Science 2011, 334, 79.

[200] A. Martinez, H. C. Mireles, I. I. Smalyukh, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 20891.

[201] C. Blanc, D. Coursault, E. Lacaze, Liq. Cryst. Rev. 2013, 1, 83.

[202] H. Mundoor, B. Senyuk, I. I. Smalyukh, Science 2016, 352, 69.

[203] O. P. Pishnyak, S. Tang, J. Kelly, S. V. Shiyanovskii, O. D. Lavrentovich, Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 127802.

[204] Y. Luo, F. Serra, K. J. Stebe, Soft Matter 2016, 12, 6027.

[205] J. S. Lintuvuori, A. Pawsey, K. Stratford, M. Cates, P. Clegg, D. Marenduzzo, Phys. Rev. Lett. 2013, 110, 187801.

[206] G. Foffano, J. S. Lintuvuori, A. Tiribocchi, D. Marenduzzo, Liq. Cryst. Rev. 2014, 2, 1.

[207] M. Mitov, C. Portet, C. Bourgerette, E. Snoeck, M. Verelst, Nat. Mater. 2002, 1, 229.

[208] D. Voloschenko, O. P. Pishnyak, S. V. Shiyanovskii, O. Lavrentovich, Phys. Rev. E 2002, 65, 060701.

[209] D. K. Yoon, M. C. Choi, Y. H. Kim, M. W. Kim, O. D. Lavrentovich, H. T. Jung, Nat. Mater. 2007, 6, 866.

[210] D. Pires, J.-B. Fleury, Y. Galerne, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 247801.

[211] H. Yoshida, K. Asakura, J.-i. Fukuda, M. Ozaki, Nat. Commun. 2015, 6, 7180.

[212] X. Wang, D. S. Miller, E. Bukusoglu, J. J. De Pablo, N. L. Abbott, Nat. Mater. 2016, 15, 106.

[213] O. D. Lavrentovich, Soft Matter 2014, 10, 1264.

[214] I. Lazo, C. Peng, J. Xiang, S. V. Shiyanovskii, O. D. Lavrentovich, Nat. Commun. 2014, 5, 5033.

[215] I. Muševič, Materials 2018, 11, 24.

[216] C. Peng, I. Lazo, S. V. Shiyanovskii, O. D. Lavrentovich, Phys. Rev. E 2014, 90, 051002.

[217] A. Nych, U. Ognysta, M. Škarabot, M. Ravnik, S. Žumer, I. Muševič, Nat. Commun. 2013, 4, 1489.

[218] P. G. de Gennes, J. Prost, The Physics of Liquid Crystals, Clarendon, Oxford1993.

[219] M. Kleman, O. D. Lavrentovich, Soft Matter Physics: An Introduction, Springer-Verlag New York, Inc., New York2003, p. 637.

[220] T. Lubensky, D. Pettey, N. Currier, H. Stark, Phys. Rev. E 1998, 57, 610.

[221] C. Peng, T. Turiv, Y. Guo, S. V. Shiyanovskii, Q.-H. Wei, O. D. Lavrentovich, Sci. Adv. 2016, 2, e1600932.

[222] H. Stark, Eur. Phys. J. B 1999, 10, 311.

[223] Y. Gu, N. L. Abbott, Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 4719.

[224] I.-H. Lin, D. S. Miller, P. J. Bertics, C. J. Murphy, J. J. de Pablo, N. L. Abbott, Science 2011, 332, 1297.

[225] T. Ohzono, J.-i. Fukuda, Nat. Commun. 2012, 3, 701.

[226] S. Das, J. Noh, W. Cao, H. Sun, N. C. Gianneschi, N. L. Abbott, Nano Lett. 2022, 22, 7506.

[227] S. Sivakumar, K. L. Wark, J. K. Gupta, N. L. Abbott, F. Caruso, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2260.

[228] Y.-K. Kim, X. Wang, P. Mondkar, E. Bukusoglu, N. L. Abbott, Nature 2018, 557, 539.

[229] Y.-K. Kim, J. Noh, K. Nayani, N. L. Abbott, Soft Matter 2019, 15, 6913.

[230] W. Fu, B. Yu, D. Ji, Z. Zhou, X. Li, R. Wang, W. Lu, Y. Sun, Y. Dai, Responsive Mater. 2024, 2, e20240018.

[231] B.-Y. Wei, W. Hu, Y. Ming, F. Xu, S. Rubin, J.-G. Wang, V. Chigrinov, Y.-Q. Lu, Adv. Mater. 2014, 26, 1590.

[232] P. Chen, W. Ji, B.-Y. Wei, W. Hu, V. Chigrinov, Y.-Q. Lu, Appl. Phys. Lett. 2015, 107, 241102.

[233] P. Chen, B.-Y. Wei, W. Hu, Y. Q. Lu, Adv. Mater. 2020, 32, 1903665.

[234] J. J. Sandford O’Neill, P. S. Salter, M. J. Booth, S. J. Elston, S. M. Morris, Nat. Commun. 2020, 11, 2203.

[235] Y. Sim, H. Choi, Adv. Opt. Mater. 2023, 11, 2202694.

[236] R. Zhang, A. Mozaffari, J. J. de Pablo, Nat. Rev. Mater. 2021, 6, 437.

[237] S. Čopar, J. Aplinc, Ž. Kos, S. Žumer, M. Ravnik, Phys. Rev. X 2019, 9, 031051.

[238] G. Duclos, R. Adkins, D. Banerjee, M. S. Peterson, M. Varghese, I. Kolvin, A. Baskaran, R. A. Pelcovits, T. R. Powers, A. Baskaran, F. Toschi, M. F. Hagan, S. J. Streichan, V. Vitelli, D. A. Beller, Z. Dogic, Science 2020, 367, 1120.

[239] Ž. Krajnik, Ž. Kos, M. Ravnik, Soft Matter 2020, 16, 9059.

[240] J. Binysh, Ž. Kos, S. Čopar, M. Ravnik, G. P. Alexander, Phys. Rev. Lett. 2020, 124, 088001.

[241] Y. Guo, M. Jiang, S. Afghah, C. Peng, R. L. B. Selinger, O. D. Lavrentovich, Q.-H. Wei, Adv. Opt. Mater. 2021, 9, 2100181.

[242] A. Modin, B. Ash, K. Ishimoto, R. L. Leheny, F. Serra, H. Aharoni, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2023, 120, e2300833120.

[243] C. Long, M. J. Deutsch, J. Angelo, C. Culbreath, H. Yokoyama, J. V. Selinger, R. L. B. Selinger, Phys. Rev. X 2024, 14, 011044.

[244] J. Jiang, X. Wang, O. I. Akomolafe, W. Tang, Z. Asilehan, K. Ranabhat, R. Zhang, C. Peng, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2023, 120, e2221718120.

[245] S. Čopar, S. Žumer, Proc. R. Soc. A 2013, 469, 20130204.

[246] C. Long, X. Tang, R. L. Selinger, J. V. Selinger, Soft Matter 2021, 17, 2265.

[247] Ž. Kos, J. Dunkel, Sci. Adv. 2022, 8, eabp8371.

[248] M. Jiang, Y. Guo, R. L. Selinger, O. D. Lavrentovich, Q.-H. Wei, Liq. Cryst. 2023, 50, 1517.

[249] X. Wang, J. Jiang, J. Chen, Z. Asilehan, W. Tang, C. Peng, R. Zhang, Nat. Commun. 2024, 15, 1655.

[250] M. Ravnik, S. Žumer, Soft Matter 2009, 5, 269.

[251] M. Ravnik, S. Žumer, Soft Matter 2009, 5, 4520.

[252] S. Čopar, S. Žumer, Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 177801.

[253] U. Tkalec, M. Ravnik, S. Čopar, S. Žumer, I. Muševič, Science 2011, 333, 62.

[254] Q. Liu, B. Senyuk, M. Tasinkevych, I. I. Smalyukh, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 9231.

[255] A. Martinez, M. Ravnik, B. Lucero, R. Visvanathan, S. Žumer, I. I. Smalyukh, Nat. Mater. 2014, 13, 258.

[256] M. Tasinkevych, M. G. Campbell, I. I. Smalyukh, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014, 111, 16268.

[257] S. Čopar, U. Tkalec, I. Muševič, S. Žumer, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2015, 112, 1675.

[258] A. Martinez, L. Hermosillo, M. Tasinkevych, I. I. Smalyukh, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2015, 112, 4546.

[259] M. Nikkhou, M. Škarabot, S. Čopar, M. Ravnik, S. Žumer, I. Muševič, Nat. Phys. 2015, 11, 183.

[260] M.-C. Choi, H. Choi, J. Korean Phys. Soc. 2020, 76, 176.

[261] L. T. de Haan, A. P. Schenning, D. J. Broer, Polymer 2014, 55, 5885.

[262] E. C. Davidson, A. Kotikian, S. Li, J. Aizenberg, J. A. Lewis, Adv. Mater. 2020, 32, 1905682.

[263] M. Sitti, D. S. Wiersma, Adv. Mater. 2020, 32, 1906766.

[264] M. Del Pozo, J. A. Sol, A. P. Schenning, M. G. Debije, Adv. Mater. 2022, 34, 2104390.

[265] C. P. Ambulo, S. Tasmim, S. Wang, M. K. Abdelrahman, P. E. Zimmern, T. H. Ware, J. Appl. Phys. 2020, 128, 140901.

[266] T. Ondarçuhu, C. Joachim, Europhys. Lett. 1998, 42, 215.

[267] T. Aida, E. Meijer, S. Stupp, Science 2012, 335, 813.

[268] B. Sun, Y. Long, H. Zhang, M. Li, J. Duvail, X. Jiang, H. Yin, Prog. Polym. Sci. 2014, 39, 862.

[269] J. Song, M. Kim, H. Lee, Polymers 2020, 12, 1386.

[270] Z. He, X. Cheng, Z. Wang, W. Zhang, Responsive Mater. 2024, 2, e20240010.

[271] H. Lee, K. Watanabe, M. Kim, M. Gopiraman, K.-H. Song, J. S. Lee, I. S. Kim, Sci. Rep. 2016, 6, 37590.

[272] D. Jao, V. Z. Beachley, ACS Macro Lett. 2019, 8, 588.

[273] H. Lee, Y. Inoue, M. Kim, X. Ren, I. S. Kim, Polymers 2018, 10, 980.

[274] S. Zhang, Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1171.

[275] S. Scanlon, A. Aggeli, Nano Today 2008, 3, 22.

[276] E. S. E. Shimada, T. U. T. Uchida, Jpn. J. Appl. Phys. 1992, 31, L352.

[277] H. Kikuchi, M. Yokota, Y. Hisakado, H. Yang, T. Kajiyama, Nat. Mater. 2002, 1, 64.

[278] J. F. Hulvat, S. I. Stupp, Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 778.

[279] F. Castles, F. Day, S. Morris, D. Ko, D. Gardiner, M. Qasim, S. Nosheen, P. Hands, S. Choi, R. Friend, H. J. Coles, Nat. Mater. 2012, 11, 599.

[280] J. Noh, W. Cao, H. Sun, Y. Yang, N. C. Gianneschi, N. L. Abbott, Chem. Mater. 2020, 32, 6753.

[281] K. Akagi, G. Piao, S. Kaneko, K. Sakamaki, H. Shirakawa, M. Kyotani, Science 1998, 282, 1683.

[282] K. Akagi, Chem. Rev. 2009, 109, 5354.

[283] W.-J. Chung, J.-W. Oh, K. Kwak, B. Y. Lee, J. Meyer, E. Wang, A. Hexemer, S.-W. Lee, Nature 2011, 478, 364.

[284] J. Liu, Z.-P. Song, L.-Y. Sun, B.-X. Li, Y.-Q. Lu, Q. Li, Responsive Mater. 2023, 1, e20230005.

[285] X. Hu, Z. Xu, Z. Liu, C. Gao, Sci. Rep. 2013, 3, 2374.

[286] S. Gantenbein, K. Masania, W. Woigk, J. P. Sesseg, T. A. Tervoort, A. R. Studart, Nature 2018, 561, 226.

[287] K. C. Cheng, M. A. Bedolla-Pantoja, Y.-K. Kim, J. V. Gregory, F. Xie, A. De France, C. Hussal, K. Sun, N. L. Abbott, J. Lahann, Science 2018, 362, 804.

[288] R. L. Truby, J. A. Lewis, Nature 2016, 540, 371.

[289] A. Sydney Gladman, E. A. Matsumoto, R. G. Nuzzo, L. Mahadevan, J. A. Lewis, Nat. Mater. 2016, 15, 413.

[290] T. Van Manen, S. Janbaz, A. A. Zadpoor, Mater. Horiz. 2017, 4, 1064.

[291] Y. Kim, H. Yuk, R. Zhao, S. A. Chester, X. Zhao, Nature 2018, 558, 274.

[292] A. Kotikian, C. McMahan, E. C. Davidson, J. M. Muhammad, R. D. Weeks, C. Daraio, J. A. Lewis, Sci. Robot. 2019, 4, eaax7044.

[293] H. Deng, K. Sattari, Y. Xie, P. Liao, Z. Yan, J. Lin, Nat. Commun. 2020, 11, 6325.

[294] X. Lu, C. P. Ambulo, S. Wang, L. K. Rivera-Tarazona, H. Kim, K. Searles, T. H. Ware, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 5536.

[295] D. Rus, M. T. Tolley, Nat. Rev. Mater. 2018, 3, 101.

[296] B. R. Donovan, V. M. Matavulj, S. k. Ahn, T. Guin, T. J. White, Adv. Mater. 2019, 31, 1805750.

[297] X. Pang, J. a. Lv, C. Zhu, L. Qin, Y. Yu, Adv. Mater. 2019, 31, 1904224.

[298] H. Aharoni, Y. Xia, X. Zhang, R. D. Kamien, S. Yang, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2018, 115, 7206.

[299] M. J. Ford, C. P. Ambulo, T. A. Kent, E. J. Markvicka, C. Pan, J. Malen, T. H. Ware, C. Majidi, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2019, 116, 21438.

[300] Q. He, Z. Wang, Y. Wang, Z. Song, S. Cai, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 35464.

[301] M. Fang, T. Liu, Y. Xu, B. Jin, N. Zheng, Y. Zhang, Q. Zhao, Z. Jia, T. Xie, Adv. Mater. 2021, 33, 2105597.

[302] A. H. Gelebart, G. Vantomme, E. Meijer, D. J. Broer, Adv. Mater. 2017, 29, 1606712.

[303] X. Lu, S. Guo, X. Tong, H. Xia, Y. Zhao, Adv. Mater. 2017, 29, 1606467.

[304] L. Liu, M. del Pozo, F. Mohseninejad, M. G. Debije, D. J. Broer, A. P. Schenning, Adv. Opt. Mater. 2020, 8, 2000732.

[305] Q. He, Z. Wang, Y. Wang, A. Minori, M. T. Tolley, S. Cai, Sci. Adv. 2019, 5, eaax5746.

[306] Z. S. Davidson, H. Shahsavan, A. Aghakhani, Y. Guo, L. Hines, Y. Xia, S. Yang, M. Sitti, Sci. Adv. 2019, 5, eaay0855.

[307] J. Liu, Y. Gao, H. Wang, R. Poling-Skutvik, C. O. Osuji, S. Yang, Adv. Intell. Syst. 2020, 2, 1900163.

[308] H. E. Fowler, P. Rothemund, C. Keplinger, T. J. White, Adv. Mater. 2021, 33, 2103806.

[309] V. Maurin, Y. Chang, Q. Ze, S. Leanza, J. Wang, R. R. Zhao, Adv. Mater. 2024, 36, 2302765.

[310] T. H. Ware, M. E. McConney, J. J. Wie, V. P. Tondiglia, T. J. White, Science 2015, 347, 982.

[311] Y. Guo, H. Shahsavan, M. Sitti, Adv. Mater. 2020, 32, 2002753.

[312] Y. Guo, J. Zhang, W. Hu, M. T. A. Khan, M. Sitti, Nat. Commun. 2021, 12, 5936.

[313] Y. Sun, L. Wang, Z. Zhu, X. Li, H. Sun, Y. Zhao, C. Peng, J. Liu, S. Zhang, M. Li, Adv. Mater. 2023, 35, 2302824.

[314] A. Kotikian, R. L. Truby, J. W. Boley, T. J. White, J. A. Lewis, Adv. Mater. 2018, 30, 1706164.

[315] M. Tabrizi, T. H. Ware, M. R. Shankar, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 28236.

[316] C. P. Ambulo, M. J. Ford, K. Searles, C. Majidi, T. H. Ware, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 13, 12805.

[317] J. A. Herman, R. Telles, C. C. Cook, S. C. Leguizamon, J. A. Lewis, B. Kaehr, T. J. White, D. J. Roach, Adv. Mater. 2024, 36, 2414209.

[318] B. S. Murray, R. A. Pelcovits, C. Rosenblatt, Phys. Rev. E 2014, 90, 052501.

[319] S. Harkai, B. S. Murray, C. Rosenblatt, S. Kralj, Phys. Rev. Res. 2020, 2, 013176.

[320] M. Del Pozo, C. Delaney, C. W. Bastiaansen, D. Diamond, A. P. Schenning, L. Florea, ACS Nano 2020, 14, 9832.

[321] Y. C. Cheng, H. C. Lu, X. Lee, H. Zeng, A. Priimagi, Adv. Mater. 2020, 32, 1906233.

[322] J. Wu, S. Yao, H. Zhang, W. Man, Z. Bai, F. Zhang, X. Wang, D. Fang, Y. Zhang, Adv. Mater. 2021, 33, 2106175.

[323] G. Wang, Z. Lei, J. Jiang, C. Peng, C. Li, Chem. Eng. J. 2024, 498, 155254.

[324] C. D. Modes, K. Bhattacharya, M. Warner, Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2010, 81, 060701.

[325] C. D. Modes, K. Bhattacharya, M. Warner, Proc. R. Soc. A 2011, 467, 1121.

[326] C. D. Modes, M. Warner, Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2011, 84, 021711.

[327] Z. Pei, Y. Yang, Q. Chen, E. M. Terentjev, Y. Wei, Y. Ji, Nat. Mater. 2014, 13, 36.

[328] V. Gimenez-Pinto, F. Ye, B. Mbanga, J. V. Selinger, R. L. Selinger, Sci. Rep. 2017, 7, 45370.

[329] B. A. Kowalski, C. Mostajeran, N. P. Godman, M. Warner, T. J. White, Phys. Rev. E 2018, 97, 012504.

[330] O. D. Lavrentovich, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2018, 115, 7171.

[331] D. Duffy, J. S. Biggins, Soft Matter 2020, 16, 10935.

[332] X. Le, W. Lu, J. Zhang, T. Chen, Adv. Sci. 2019, 6, 1801584.

[333] Y. Wang, A. Dang, Z. Zhang, R. Yin, Y. Gao, L. Feng, S. Yang, Adv. Mater. 2020, 32, 2004270.

[334] Q. L. Zhu, C. F. Dai, D. Wagner, M. Daab, W. Hong, J. Breu, Q. Zheng, Z. L. Wu, Adv. Mater. 2020, 32, 2005567.

[335] S. Wang, Y. Gao, A. Wei, P. Xiao, Y. Liang, W. Lu, C. Chen, C. Zhang, G. Yang, H. Yao, T. Chen, Nat. Commun. 2020, 11, 4359.

[336] P. Lv, X. Yang, H. K. Bisoyi, H. Zeng, X. Zhang, Y. Chen, P. Xue, S. Shi, A. Priimagi, L. Wang, W. Feng, Q. Li, Mater. Horiz. 2021, 8, 2475.

[337] S. Babaee, J. Shim, J. C. Weaver, E. R. Chen, N. Patel, K. Bertoldi, Adv. Mater. 2013, 25, 5044.

[338] J. Wang, A. Chortos, Nat. Rev. Mater. 2024, 9, 738.

[339] L. T. de Haan, V. Gimenez-Pinto, A. Konya, T. S. Nguyen, J. M. Verjans, C. Sánchez-Somolinos, J. V. Selinger, R. L. Selinger, D. J. Broer, A. P. Schenning, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 1251.

[340] A. H. Gelebart, D. Jan Mulder, M. Varga, A. Konya, G. Vantomme, E. Meijer, R. L. Selinger, D. J. Broer, Nature 2017, 546, 632.

[341] M. Pilz da Cunha, S. Ambergen, M. G. Debije, E. F. Homburg, J. M. den Toonder, A. P. Schenning, Adv. Sci. 2020, 7, 1902842.

[342] J. Hu, Z. Nie, M. Wang, Z. Liu, S. Huang, H. Yang, Angew. Chem., Int. Ed. 2023, 62, e202218227.

[343] T. S. Hebner, K. Korner, C. N. Bowman, K. Bhattacharya, T. J. White, Sci. Adv. 2023, 9, eade1320.

[344] S. Wu, Y. Hong, Y. Zhao, J. Yin, Y. Zhu, Sci. Adv. 2023, 9, eadf8014.

[345] M. Rogoz, H. Zeng, C. Xuan, D. S. Wiersma, P. Wasylczyk, Adv. Opt. Mater. 2016, 4, 1689.

[346] Z.-Z. Nie, B. Zuo, M. Wang, S. Huang, X.-M. Chen, Z.-Y. Liu, H. Yang, Nat. Commun. 2021, 12, 2334.

[347] Z. Z. Nie, M. Wang, S. Huang, Z. Y. Liu, H. Yang, Angew. Chem. 2023, 135, e202304081.

[348] D. S. Kim, Y.-J. Lee, Y. B. Kim, Y. Wang, S. Yang, Sci. Adv. 2023, 9, eadh5107.

[349] H. Shahsavan, A. Aghakhani, H. Zeng, Y. Guo, Z. S. Davidson, A. Priimagi, M. Sitti, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2020, 117, 5125.

[350] W. Pang, S. Xu, J. Wu, R. Bo, T. Jin, Y. Xiao, Z. Liu, F. Zhang, X. Cheng, K. Bai, H. Song, Z. Xue, L. Wen, Y. Zhang, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2022, 119, e2215028119.

[351] J. Jiang, N. P. Dhakal, Y. Guo, C. Andre, L. Thompson, O. Skalli, C. Peng, Adv. Healthcare Mater. 2020, 9, 2000487.

[352] M. Deforet, V. Hakim, H. G. Yevick, G. Duclos, P. Silberzan, Nat. Commun. 2014, 5, 3747.

[353] G. Duclos, S. Garcia, H. Yevick, P. Silberzan, Soft Matter 2014, 10, 2346.

[354] G. Duclos, C. Erlenkamper, J.-F. Joanny, P. Silberzan, Nat. Phys. 2017, 13, 58.

[355] G. Duclos, C. Blanch-Mercader, V. Yashunsky, G. Salbreux, J.-F. Joanny, J. Prost, P. Silberzan, Nat. Phys. 2018, 14, 728.

[356] P. Guillamat, Ž. Kos, J. Hardoüin, J. Ignés-Mullol, M. Ravnik, F. Sagués, Sci. Adv. 2018, 4, eaao1470.

[357] P. Chandrakar, M. Varghese, S. A. Aghvami, A. Baskaran, Z. Dogic, G. Duclos, Phys. Rev. Lett. 2020, 125, 257801.

[358] S. Alam, B. Najma, A. Singh, J. Laprade, G. Gajeshwar, H. G. Yevick, A. Baskaran, P. J. Foster, G. Duclos, Phys. Rev. X 2024, 14, 041002.

[359] P. M. Chaikin, T. C. Lubensky, T. A. Witten, Principles of Condensed Matter Physics, Cambridge University Press, Cambridge1995.

[360] I. I. Smalyukh, Rep. Prog. Phys. 2020, 83, 106601.

[361] C. Meng, J.-S. Wu, Ž. Kos, J. Dunkel, C. Nisoli, I. I. Smalyukh, arXiv preprint arXiv :2502.08314 2025.

[362] A. Ryabchun, R. Jamagne, J. Echavarren, M. Patanapongpibul, L. Zhang, N. Katsonis, D. A. Leigh, Chem 2024, 10, 2196.

[363] N. P. Pinchin, H. Guo, H. Meteling, Z. Deng, A. Priimagi, H. Shahsavan, Adv. Mater. 2024, 36, 2303740.

[364] N. P. Pinchin, C.-H. Lin, C. A. Kinane, N. Yamada, A. Pena-Francesch, H. Shahsavan, Soft Matter 2022, 18, 8063.

[365] S. Palagi, A. G. Mark, S. Y. Reigh, K. Melde, T. Qiu, H. Zeng, C. Parmeggiani, D. Martella, A. Sanchez-Castillo, N. Kapernaum, F. Giesselmann, D. S. Wiersma, E. Lauga, P. Fischer, Nat. Mater. 2016, 15, 647.

[366] S. Ma, X. Li, S. Huang, J. Hu, H. Yu, Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 2655.

[367] T. Zhao, Y. Zhang, Y. Fan, J. Wang, H. Jiang, J.-A. Lv, J. Mater. Chem. C 2022, 10, 3796.

[368] K. Dradrach, M. Zmyślony, Z. Deng, A. Priimagi, J. Biggins, P. Wasylczyk, Nat. Commun. 2023, 14, 1877.

[369] M. Pilz da Cunha, H. S. Kandail, J. M. den Toonder, A. P. Schenning, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2020, 117, 17571.

[370] H. Shin, S. Jo, A. G. Mikos, Biomaterials 2003, 24, 4353.

[371] N. F. Huang, S. Patel, R. G. Thakar, J. Wu, B. S. Hsiao, B. Chu, R. J. Lee, S. Li, Nano Lett. 2006, 6, 537.

[372] J. J. Green, J. H. Elisseeff, Nature 2016, 540, 386.

[373] M. Ventre, P. A. Netti, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 14896.

[374] S. Y. Park, J. Park, S. H. Sim, M. G. Sung, K. S. Kim, B. H. Hong, S. Hong, Adv. Mater. 2011, 23, H263.

[375] H. P. Bei, Y. Yang, Q. Zhang, Y. Tian, X. Luo, M. Yang, X. Zhao, Molecules 2019, 24, 658.

[376] R. Singhvi, A. Kumar, G. P. Lopez, G. N. Stephanopoulos, D. I. Wang, G. M. Whitesides, D. E. Ingber, Science 1994, 264, 696.

[377] A. Solanki, S. Shah, K. A. Memoli, S. Y. Park, S. Hong, K.-B. Lee, Small 2010, 6, 2509.

[378] A. Chen, D. K. Lieu, L. Freschauf, V. Lew, H. Sharma, J. Wang, D. Nguyen, I. Karakikes, R. J. Hajjar, A. Gopinathan, E. Botvinick, C. C. Fowlkes, R. A. Li, M. Khine, Adv. Mater. 2011, 23, 5785.

[379] C. Cao, H. F. Chan, J. Zang, K. W. Leong, X. Zhao, Adv. Mater. 2014, 26, 1763.

[380] C. Fedele, P. Netti, S. Cavalli, Biomater. Sci. 2018, 6, 990.

[381] V. Y. Chang, C. Fedele, A. Priimagi, A. Shishido, C. J. Barrett, Adv. Opt. Mater. 2019, 7, 1900091.

[382] K. D. Endresen, M. Kim, M. Pittman, Y. Chen, F. Serra, Soft Matter 2021, 17, 5878.

[383] G. Koçer, J. Ter Schiphorst, M. Hendrikx, H. G. Kassa, P. Leclère, A. P. Schenning, P. Jonkheijm, Adv. Mater. 2017, 29, 1606407.

[384] D. Martella, P. Paoli, J. M. Pioner, L. Sacconi, R. Coppini, L. Santini, M. Lulli, E. Cerbai, D. S. Wiersma, C. Poggesi, C. Ferrantini, C. Parmeggiani, Small 2017, 13, 1702677.

[385] D. Martella, C. Parmeggiani, Chem. - Eur. J. 2018, 24, 12206.

[386] D. Martella, L. Pattelli, C. Matassini, F. Ridi, M. Bonini, P. Paoli, P. Baglioni, D. S. Wiersma, C. Parmeggiani, Adv. Healthcare Mater. 2019, 8, 1801489.

[387] G. Babakhanova, J. Krieger, B. X. Li, T. Turiv, M. H. Kim, O. D. Lavrentovich, J. Biomed. Mater. Res. 2020, 108, 1223.

[388] Y. Luo, M. Gu, M. Park, X. Fang, Y. Kwon, J. M. Urueña, J. Read de Alaniz, M. E. Helgeson, C. M. Marchetti, M. T. Valentine, J. R. Soc. Interface 2023, 20, 20230160.

[389] T. Noguchi, M. Higashino, N. Kodama, A. Kawamura, T. Miyata, Responsive Mater. 2023, 1, e20230007.

RIGHTS & PERMISSIONS

2025 The Author(s). Responsive Materials published by John Wiley & Sons Australia, Ltd on behalf of Southeast University.