Small-scale robots (SSRs) have emerged as promising and versatile tools in various biomedical, sensing, decontamination, and manipulation applications, as they are uniquely capable of performing tasks at small length scales. With the miniaturization of robots from the macroscale to millimeter-, micrometer-, and nanometer-scales, the viscous and surface forces, namely adhesive forces and surface tension have become dominant. These forces significantly impact motion efficiency. Surface engineering of robots with both hydrophilic and hydrophobic functionalization presents a brand-new pathway to overcome motion resistance and enhance the ability to target and regulate robots for various tasks. This review focuses on the current progress and future perspectives of SSRs with hydrophilic and hydrophobic modifications (including both tethered and untethered robots). The study emphasizes the distinct advantages of SSRs, such as improved maneuverability and reduced drag forces, and outlines their potential applications. With continued innovation, rational surface engineering is expected to endow SSRs with exceptional mobility and functionality, which can broaden their applications, enhance their penetration depth, reduce surface fouling, and inhibit bacterial adhesion.

College of Chemistry and Environmental Engineering Shenzhen University Shenzhen 518055 China

Department of Chemical and Biomolecular Engineering Yonsei University 50 Yonsei ro Seodaemun Gu Seoul 03722 South Korea

Department of Mechanical and Automation Engineering The Chinese University of Hong Kong Shatin N T Hong Kong 999077 China

Department of Surgery The Chinese University of Hong Kong Shatin N T Hong Kong 999077 China

Faculty of Electrical Engineering and Computer Science VSB Technical University of Ostrava 17 listopadu 2172 15 Ostrava 70800 Czech Republic

Future Energy and Innovation Laboratory Central European Institute of Technology Brno University of Technology Purkyňova 123 Brno 61200 Czech Republic

Hubei Collaborative Innovation Centre for Advanced Organic Chemical Materials and Ministry of Education Key Laboratory for the Green Preparation and Application of Functional Materials Hubei University Wuhan 430062 China

Shenzhen Key Laboratory of Spine Surgery Department of Spine Surgery Peking University Shenzhen Hospital Shenzhen 518036 China

State Key Laboratory of Solid Lubrication Lanzhou Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Science Lanzhou 730000 China

See more in PubMed

C. P. Toumey, Techné: Res. Philos. Technol. 2008, 12, 133.

B. Wang, K. Kostarelos, B. J. Nelson, L. Zhang, Adv. Mater. 2021, 33, 2002047.

M. Sitti, H. Ceylan, W. Hu, J. Giltinan, M. Turan, S. Yim, E. Diller, Proc. IEEE 2015, 103, 205.

B. J. Nelson, I. K. Kaliakatsos, J. J. Abbott, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2010, 12, 55.

H. Ceylan, I. C. Yasa, U. Kilic, W. Hu, M. Sitti, Prog. Biomed. Eng. 2019, 1, 012002.

F. Soto, E. Karshalev, F. Zhang, B. E. F. de Avila, A. Nourhani, J. Wang, Chem. Rev. 2022, 122, 5365.

Z. Wu, Y. Chen, D. Mukasa, O. S. Pak, W. Gao, Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 8088.

J. Llacer-Wintle, A. Rivas-Dapena, X.-Z. Chen, E. Pellicer, B. J. Nelson, J. Puigmartí-Luis, S. Pané, Adv. Mater. 2021, 33, 2102049.

H. Joh, D. E. Fan, Adv. Mater. 2021, 33, 2101965.

M. Wan, Q. Wang, R. Wang, R. Wu, T. Li, D. Fang, Y. Huang, Y. Yu, L. Fang, X. Wang, Y. Zhang, Z. Miao, B. Zhao, F. Wang, C. Mao, Q. Jiang, X. Xu, D. Shi, Sci. Adv. 2020, 6, eaaz9014.

M. Wan, T. Li, H. Chen, C. Mao, J. Shen, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 13158.

J. Yang, Y. Liu, J. Li, M. Zuo, W. Li, N. Xing, C. Wang, T. Li, Appl. Mater. Today 2021, 25, 101190.

L. Chen, M.-J. Zhang, S.-Y. Zhang, L. Shi, Y.-M. Yang, Z. Liu, X.-J. Ju, R. Xie, W. Wang, L.-Y. Chu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 5120.

L. Chen, H. Yuan, S. Chen, C. Zheng, X. Wu, Z. Li, C. Liang, P. Dai, Q. Wang, X. Ma, X. Yan, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 31226.

T. Li, C. Mao, J. Shen, M. Zhou, Nano Today 2022, 45, 101560.

H. Ceylan, I. C. Yasa, O. Yasa, A. F. Tabak, J. Giltinan, M. Sitti, ACS Nano 2019, 13, 3353.

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

Y. Alapan, O. Yasa, O. Schauer, J. Giltinan, A. F. Tabak, V. Sourjik, M. Sitti, Sci. Rob. 2018, 3, eaar4423.

S. Jeon, S. Kim, S. Ha, S. Lee, E. Kim, S. Y. Kim, S. H. Park, J. H. Jeon, S. W. Kim, C. Moon, B. J. Nelson, J. Kim, S.-W. Yu, H. Choi, Sci. Rob. 2019, 4, eaav4317.

K. E. Peyer, L. Zhang, B. J. Nelson, Nanoscale 2013, 5, 1259.

Y. Hu, W. Liu, Y. Sun, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2109181.

M. Mathesh, E. Bhattarai, W. Yang, Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, e202113801.

D. Wang, D. Guan, J. Su, X. Zheng, G. Hu, Phys. Fluids 2021, 33, 122004.

X. Ma, A. Jannasch, U. R. Albrecht, K. Hahn, A. Miguel-Lopez, E. Schaffer, S. Sanchez, Nano Lett. 2015, 15, 7043.

S. Tang, F. Zhang, H. Gong, F. Wei, J. Zhuang, E. Karshalev, B. E.-F. de ávila, C. Huang, Z. Zhou, Z. Li, L. Yin, H. Dong, R. H. Fang, X. Zhang, L. Zhang, J. Wang, Sci. Rob. 2020, 5, 6137.

M. Nijemeisland, L. K. Abdelmohsen, W. T. Huck, D. A. Wilson, J. C. van Hest, ACS Cent. Sci. 2016, 2, 843.

J. Li, I. Rozen, J. Wang, ACS Nano 2016, 10, 5619.

S. Keller, B. J. Toebes, D. A. Wilson, Biomacromolecules 2019, 20, 1135.

a) X. Ma, K. Hahn, S. Sanchez, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4976;

b) T. C. Lee, M. Alarcon-Correa, C. Miksch, K. Hahn, J. G. Gibbs, P. Fischer, Nano Lett. 2014, 14, 2407.

W. Gao, A. Pei, R. Dong, J. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 2276.

R. A. Pavlick, S. Sengupta, T. McFadden, H. Zhang, A. Sen, Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 9374.

R. Liu, A. Sen, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20064.

Y. Feng, Y. Yuan, J. Wan, C. Yang, X. Hao, Z. Gao, M. Luo, J. Guan, Appl. Phys. Rev. 2021, 8, 011406.

X. Lyu, X. Liu, C. Zhou, S. Duan, P. Xu, J. Dai, X. Chen, Y. Peng, D. Cui, J. Tang, X. Ma, W. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 12154.

A. Terzopoulou, M. Palacios-Corella, C. Franco, S. Sevim, T. Dysli, F. Mushtaq, M. Romero-Angel, C. Martí-Gastaldo, D. Gong, J. Cai, X.-Z. Chen, M. Pumera, A. J. deMello, B. J. Nelson, S. Pané, J. Puigmartí-Luis, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 202107421.

M. E. Tiryaki, M. Sitti, Adv. Intell. Syst. 2022, 4, 2100178.

Y. Dong, L. Wang, V. Iacovacci, X. Wang, L. Zhang, B. J. Nelson, Matter 2022, 5, 77.

H. Zhou, C. C. Mayorga-Martinez, S. Pané, L. Zhang, M. Pumera, Chem. Rev. 2021, 121, 4999.

D. L. Fan, F. Q. Zhu, R. C. Cammarata, C. L. Chien, Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 247208.

K. Han, C. W. Shields, O. D. Velev, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1705953.

O. D. Velev, B. G. Prevo, K. H. Bhatt, Nature 2003, 426, 515.

G. Loget, A. Kuhn, Nat. Commun. 2011, 2, 535.

A. M. Brooks, M. Tasinkevych, S. Sabrina, D. Velegol, A. Sen, K. J. M. Bishop, Nat. Commun. 2019, 10, 495.

K. Kim, X. B. Xu, J. H. Guo, D. L. Fan, Nat. Commun. 2014, 5, 3632.

X. Xu, K. Kim, D. Fan, Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 2525.

J. H. Guo, K. Kim, K. W. Lei, D. L. Fan, Nanoscale 2015, 7, 11363.

K. Kim, Z. X. Liang, M. L. Liu, D. L. Fan, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 6144.

T. L. Xu, L.-P. Xu, X. J. Zhang, Appl. Mater. Today 2017, 9, 493.

S. Ahmed, W. Wang, L. J. Bai, D. T. Gentekos, M. Hoyos, T. E. Mallouk, ACS Nano 2016, 10, 4763.

W. Wang, L. A. Castro, M. Hoyos, T. E. Mallouk, ACS Nano 2012, 6, 6122.

T. Xu, F. Soto, W. Gao, V. Garcia-Gradilla, J. Li, X. Zhang, J. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8552.

C. Zhou, L. Zhao, M. Wie, W. Wang, ACS Nano 2017, 11, 12668.

K. J. Rao, F. Li, L. Meng, H. Zheng, F. Cai, W. Wang, Small 2015, 11, 2836.

T. Ren, P. Chen, L. Gu, M. G. Ogut, U. Demirci, Adv. Mater. 2020, 32, 1905713.

W. Wang, S. X. Li, L. Mair, S. Ahmed, T. J. Huang, T. E. Mallouk, Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 3201.

D. Zhou, Y. Gao, J. Yang, Y. C. Li, G. Shao, G. Zhang, T. Li, L. Li, Adv. Sci. 2018, 5, 1800122.

A. G. Athanassiadis, Z. Ma, N. Moreno-Gomez, K. Melde, E. Choi, R. Goyal, P. Fischer, Chem. Rev. 2022, 122, 5165.

L. L. Xu, F. Z. Mou, H. T. Gong, M. Luo, J. G. Guan, Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 6905.

Y. Ren, Q. Chen, M. He, X. Zhang, H. Qi, Y. Yan, ACS Nano 2021, 15, 6105.

L. Xu, C. Ma, B. Guan, J. Lin, K. Xiong, F. Mou, M. Luo, J. Guan, Appl. Mater. Today 2020, 19, 100595.

X. Liang, F. Mou, Z. Huang, J. Zhang, M. You, L. Xu, M. Luo, J. Guan, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1908602.

F. Mou, J. Zhang, Z. Wu, S. Du, Z. Zhang, L. Xu, J. Guan, iScience 2019, 19, 415.

M. You, C. Chen, L. Xu, F. Mou, J. Guan, Acc. Chem. Res. 2018, 51, 3006.

B. Dai, J. Wang, Z. Xiong, X. Zhan, W. Dai, C.-C. Li, S.-P. Feng, J. Tang, Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 1087.

Y. Wang, C. Zhou, W. Wang, D. Xu, F. Zeng, C. Zhan, J. Gu, M. Li, W. Zhao, J. Zhang, J. Guo, H. Feng, X. Ma, Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 13110.

X. Zhan, J. Zheng, Y. Zhao, B. Zhu, R. Cheng, J. Wang, J. Liu, J. Tang, J. Tang, Adv. Mater. 2019, 31, 1903329.

R. F. Dong, Y. Hu, Y. F. Wu, W. Gao, B. Y. Ren, Q. L. Wang, Y. P. Cai, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 1722.

C. Gao, Y. Wang, Z. Ye, Z. Lin, X. Ma, Q. He, Adv. Mater. 2021, 33, 2000512.

X. Gao, L. Jiang, Nature 2004, 432, 36.

D. W. Bechert, M. Bruse, W. Hage, Exp. Fluids 2000, 28, 403.

H. Yu, Z. Han, J. Zhang, S. Zhang, Wear 2021, 482-483, 203955.

A. Terzopoulou, J. D. Nicholas, X.-Z. Chen, B. J. Nelson, S. Pané, J. Puigmartí-Luis, Chem. Rev. 2020, 120, 11175.

H. Chen, H. Zhang, T. Xu, J. Yu, ACS Nano 2021, 15, 15625.

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

P. Cabanach, A. Pena-Francesch, D. Sheehan, U. Bozuyuk, O. Yasa, S. Borros, M. Sitti, Adv. Mater. 2020, 32, 2003013.

K. Villa, L. Děkanovský, J. Plutnar, J. Kosina, M. Pumera, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2007073.

Z. Wu, J. Troll, H.-H. Jeong, Q. Wei, M. Stang, F. Ziemssen, Z. Wang, M. Dong, S. Schnichels, T. Qiu, P. Fischer, Sci. Adv. 2018, 4, eaat4388.

B. Wang, F. Ji, J. Yu, L. Yang, Q. Wang, L. Zhang, iScience 2019, 19, 760.

Z. Yang, J. Wei, Y. I. Sobolev, B. A. Grzybowski, Nature 2018, 553, 313.

A. Barbot, H. Tan, M. Power, F. Seichepine, G.-Z. Yang, Sci. Rob. 2019, 4, eaax8336.

X. Li, F. Mou, J. Guo, Z. Deng, C. Chen, L. Xu, M. Luo, J. Guan, Micromachines 2018, 9, 23.

T. Young, Philos. Trans. R. Soc. London 1805, 95, 65.

R. N. Wenzel, Ind. Eng. Chem. 1936, 28, 988.

A. Cassie, S. Baxter, Trans. Faraday Soc. 1994, 40, 546.

T. Onda, S. Shibuichi, N. Satoh, K. Tsujii, Langmuir 1996, 12, 2125.

W. Barthlott, C. Neinhuis, Planta 1997, 202, 1.

A. Tuteja, W. Choi, M. Ma, J. M. Mabry, S. A. Mazzella, G. C. Rutledge, G. H. McKinley, R. E. Cohen, Science 2007, 318, 1618.

Y. S. Song, M. Sitti, IEEE Trans. Rob. 2007, 23, 578.

L. Zhang, J. J. Abbott, L. X. Dong, K. E. Peyer, B. E. Kratochvil, H. X. Zhang, C. Bergeles, B. J. Nelson, Nano Lett. 2009, 9, 3663.

S. Martel, O. Felfoul, J. B. Mathieu, A. Chanu, S. Tamaz, M. Mohammadi, M. Mankiewicz, N. Tabatabaei, Int. J. Rob. Res. 2009, 28, 1169.

W. Barthlott, T. Schimmel, S. Wiersch, K. Koch, M. Brede, M. Barczewski, S. Walheim, A. Weis, A. Kaltenmaier, A. Leder, H. F. Bohn, Adv. Mater. 2010, 22, 2325.

C. Lee, C.-J. Kim, Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 014502.

T.-S. Wong, S. H. Kang, S. K. Y. Tang, E. J. Smythe, B. D. Hatton, A. Grinthal, J. Aizenberg, Nature 2011, 477, 443.

V. Magdanz, S. Sanchez, O. G. Schmidt, Adv. Mater. 2013, 25, 6581.

T. L. Liu, C. J. C. Kim, Science 2014, 346, 1096.

A. Servant, F. Qiu, M. Mazza, K. Kostarelos, B. J. Nelson, Adv. Mater. 2015, 27, 2981.

O. Felfoul, M. Mohammadi, S. Taherkhani, D. de Lanauze, Y. Xu, D. Loghin, S. Essa, S. Jancik, D. Houle, M. Lafleur, L. Gaboury, M. Tabrizian, N. Kaou, M. Atkin, T. Vuong, G. Batist, N. Beauchemin, D. Radzioch, S. Martel, Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 941.

T. Xu, C.-I. Vong, B. Wang, L. Liu, X. Wu, L. Zhang, in 6th IEEE RAS/EMBS Int. Conf. on Biomedical Robotics and Biomechatronics (BioRob), IEEE, Piscataway, NJ 2016, pp. 502-507.

X. Wang, C. Hu, L. Schurz, C. D. Marco, X. Chen, S. Pane, B. J. Nelson, ACS Nano 2018, 12, 6210.

J. F. Yu, B. Wang, X. Z. Du, Q. Q. Wang, L. Zhang, Nat. Commun. 2018, 9, 3260.

B. Wang, K. F. Chan, J. F. Yu, Q. Q. Wang, L. D. Yang, P. W. Y. Chiu, L. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1705701.

J. Yu, D. Jin, K. F. Chan, Q. Wang, K. Yuan, L. Zhang, Nat. Commun. 2019, 10, 5631.

Q. Q. Wang, K. F. Chan, K. Schweizer, X. Z. Du, D. D. Jin, S. C. H. Yu, B. J. Nelson, L. Zhang, Sci. Adv. 2021, 7, eabe5914.

B. Wang, K. F. Chan, K. Yuan, Q. Wang, X. Xia, L. Yang, H. Ko, Y.-X. J. Wang, J. J. Y. Sung, P. W. Y. Chiu, L. Zhang, Sci. Rob. 2021, 6, eabd2813.

H. Zhu, B. Xu, W. Wang, X. Pan, Z. Qu, Y. Mei, Sci. Rob. 2021, 6, eabe7925.

R. Xu, Y. Zhang, S. Ma, Z. Ma, B. Yu, M. Cai, F. Zhou, Adv. Mater. 2022, 34, 2108889.

Y. Jin, W. Xu, H. Zhang, R. Li, J. Sun, S. Yang, M. Liu, H. Mao, Z. Wang, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2022, 119, e2105459119.

J. Yu, L. Zhang, IEEE/ASME Trans. Mechatron. 2019, 24, 154.

J. Yu, T. Xu, Z. Lu, C. I. Vong, L. Zhang, IEEE Trans. Rob. 2017, 33, 1213.

B. Wang, B. Zhang, Y. Tan, F. Ji, G. Lv, C. Pan, S. Handschuh-Wang, L. Zhang, X. Zhou, Adv. Intell. Syst. 2022, 4, 2200080.

C. Wilhelm, J. Browaeys, A. Ponton, J.-C. Bacri, Phys. Rev. E 2003, 67, 011504.

S. Melle, O. G. Calderón, M. A. Rubio, G. G. Fuller, Phys. Rev. E 2003, 68, 041503.

X. M. Zhu, J. Yuan, K. C. F. Leung, S. F. Lee, K. W. Sham, C. H. Cheng, D. W. Au, G. J. Teng, A. T. Ahuja, Y. X. J. Wang, Nanoscale 2012, 4, 5744.

Y. X. Wang, S. M. Hussain, G. P. Krestin, Eur. Radiol. 2001, 11, 2319.

M. Chadil, S. Vincent, J. Estivalezes, Acta Mech. 2019, 230, 569.

A. Aziz, S. Pane, V. Iacovacci, N. Koukourakis, J. Czarske, A. Menciassi, M. Medina-Sánchez, O. G. Schmidt, ACS Nano 2020, 14, 10865.

B. Wang, W. X. Liang, Z. G. Guo, W. M. Liu, Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 336.

L. Jiang, L. Feng, in Bioinspired Intelligent Nanostructured Interfacial Materials, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. and Chemical Industry Press, Beijing 2010, pp. 109-110.

X. Dai, N. Sun, S. O. Nielsen, B. B. Stogin, J. Wang, S. Yang, T.-S. Wong, Sci. Adv. 2018, 4, eaaq0919.

B. Wang, Y. Zhang, L. Zhang, Nanoscale 2017, 9, 4777.

C. Lee, C.-H. Choi, C.-J. Kim, Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 064501.

C.-H. Choi, C.-J. Kim, Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 066001.

F. Zhang, Z. Li, L. Yin, Q. Zhang, N. Askarinam, R. Mundaca-Uribe, F. Tehrani, E. Karshalev, W. Gao, L. Zhang, J. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 12194.

Y. Zhang, L. Zhang, L. Yang, C. I. Vong, K. F. Chan, W. K. K. Wu, T. N. Y. Kwong, N. W. S. Lo, M. Ip, S. H. Wong, J. J. Y. Sung, P. W. Y. Chiu, L. Zhang, Sci. Adv. 2019, 5, eaau9650.

J. Li, P. Angsantikul, W. Liu, B. E. F. de Avila, X. Chang, E. Sandraz, Y. Liang, S. Zhu, Y. Zhang, C. Chen, W. Gao, L. Zhang, J. Wang, Adv. Mater. 2018, 30, 1704800.

H. Zhang, Z. Li, C. Gao, X. Fan, Y. Pang, T. Li, Z. Wu, H. Xie, Q. He, Sci. Rob. 2021, 6, eaaz9519.

F. N. P. Basualdo, A. Bolopion, M. Gauthier, P. Lambert, Sci. Rob. 2021, 6, eabd3557.

X. Fan, X. Dong, A. C. Karacakol, H. Xie, M. Sitti, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2020, 117, 27916.

D. Chen, Z. Yang, Y. Ji, Y. Dai, L. Feng, F. Arai, Appl. Phys. Lett. 2021, 118, 134101.

J. Q. Zhang, X. Wang, Z. Wang, S. Pan, B. Yi, L. Ai, J. Gao, F. Mugele, X. Yao, Nat. Commun. 2021, 12, 7136.

X. Zhang, L. Sun, Y. Yu, Y. Zhao, Adv. Mater. 2019, 31, 1903497.

J. Zhang, Y. Yao, L. Sheng, J. Liu, Adv. Mater. 2015, 27, 2648.

F. Li, J. Shu, L. Zhang, N. Yang, J. Xie, X. Li, L. Cheng, S. Kuang, S. Tang, S. Zhang, W. Li, L. Sun, D. Sun, Appl. Mater. Today 2020, 19, 100597.

Y. Wang, W. Duan, C. Zhou, Q. Liu, J. Gu, H. Ye, M. Li, W. Wang, X. Ma, Adv. Mater. 2019, 31, 1905067.

J. Wu, S. Tang, T. Fang, W. Li, X. Li, S. Zhang, Adv. Mater. 2018, 30, 1805039.

E. Wang, J. Shu, H. Jin, Z. Tao, J. Xie, S. Tang, X. Li, W. Li, M. Dickey, S. Zhang, iScience. 2021, 24, 101911.

D. Wang, C. Gao, W. Wang, M. Sun, B. Guo, H. Xie, Q. He, ACS Nano 2018, 12, 10212.

Z. Li, H. Zhang, D. Wang, C. Gao, M. Sun, Z. Wu, Q. He, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 19884.

Z. Li, H. Zhang, Z. Wu, Q. He, ChemNanoMat 2021, 7, 10255.

D. Wang, C. Gao, C. Zhou, Z. Lin, Q. He, Research 2020, 2020, 3676954.

Q. Wang, L. Yang, B. Wang, E. Yu, J. Yu, L. Zhang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 1630.

Y. Si, J. Hu, Z. Dong, Cell Rep. Phys. Sci. 2021, 2, 100439.

A. Li, H. Li, Z. Li, Z. Zhao, K. Li, M. Li, Y. Song, Sci. Adv. 2020, 6, eaay5808.

L. Zheng, S. Handschuh-Wang, Z. Ye, B. Wang, Appl. Mater. Today 2022, 27, 101423.

D. Sun, D. Zhou, Y. Gao, H. Yue, W. Wang, X. Ma, L. Li, ChemNanoMat 2020, 6, 1611.

Y. Zhao, C. Xuan, X. Qian, Y. Alsaid, M. Hua, L. Jin, X. He, Sci. Rob. 2019, 4, eaax7112.

N. Kavokine, M. Anyfantakis, M. Morel, S. Rudiuk, T. Bickel, D. Baigl, Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 11183.

B. Jurado-Sanchez, A. Escarpa, J. Wang, Chem. Commun. 2015, 51, 14088.

A. C. Hortelao, C. Simó, M. Guix, S. Guallar-Garrido, E. Julián, D. Vilela, L. Rejc, P. Ramos-Cabrer, U. Cossío, V. Gómez-Vallejo, T. Patiño, J. Llop, S. Sánchez, Sci. Rob. 2021, 6, eabd2823.

F. Zhang, R. Mundaca-Uribe, N. Askarinam, Z. Li, W. Gao, L. Zhang, J. Wang, Adv. Mater. 2022, 34, 2107177.

C. Gao, Z. Lin, B. Jurado-Sánchez, X. Lin, Z. Wu, Q. He, Small 2016, 12, 4056.

F. Zhang, J. Zhuang, B. E.-F. de ávila, S. Tang, Q. Zhang, R. H. Fang, L. Zhang, J. Wang, ACS Nano 2019, 13, 11996.

H. Zhang, Z. Li, Z. Wu, Q. He, Adv. Ther. 2019, 2, 1900096.

H. Gong, Q. Zhang, A. Komarla, S. Wang, Y. Duan, Z. Zhou, F. Chen, R. H. Fang, S. Xu, W. Gao, L. Zhang, Nano Lett. 2021, 21, 2603.

C. M. J. Hu, R. H. Fang, B. T. Luk, L. Zhang, Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 933.

F. Kuralay, S. Sattayasamitsathit, W. Gao, A. Uygun, A. Katzenberg, J. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15217.

S. Kriegmana, D. Blackistonb, M. Levinb, J. Bongarda, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2020, 117, 1853.

D. Blackiston, E. Lederer, S. Kriegman, S. Garnier, J. Bongard, M. Levin, Sci. Rob. 2021, 6, eabf1571.

X. Dong, S. Kheiri, Y. Lu, Z. Xu, M. Zhen, X. Liu, Sci. Rob. 2021, 6, eabe3950.

M. Guix, R. Mestre, T. Patiño, M. D. Corato, J. Fuentes, G. Zarpellon, S. Sánchez, Sci. Rob. 2020, 6, eabe7577.

C. Gao, C. Zhou, Z. Lin, M. Yang, Q. He, ACS Nano 2019, 13, 12758.

L. Yang, J. Yu, S. Yang, B. Wang, B. J. Nelson, L. Zhang, IEEE Trans. Rob. 2022, 38, 1531.

H. Wang, M. Pumera, Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 3211.

B. Wang, Y. Zhang, Z. Guo, L. Zhang, Mater. Today 2019, 25, 112.

H. Xie, M. Sun, X. Fan, Z. Lin, W. Chen, L. Wang, L. Dong, Q. He, Sci. Rob. 2019, 4, eaav8006.

J. V. I. Timonen, M. Latikka, L. Leibler, R. H. A. Ras, O. Ikkala, Science 2013, 341, 253.

H. Wang, S. Chen, H. Li, X. Chen, J. Cheng, Y. Shao, C. Zhang, J. Zhang, L. Fan, H. Chang, R. Guo, X. Wang, N. Li, L. Hu, Y. Wei, J. Liu, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2100274.

Y. Xiang, B. Li, B. Li, L. Bao, W. Sheng, Y. Ma, S. Ma, B. Yu, F. Zhou, ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 20291.

X. Zhang, P. Xue, X. Yang, C. Valenzuela, Y. Chen, P. Lv, Z. Wang, L. Wang, X. Xu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 11834.

X. Yang, Y. Chen, X. Zhang, P. Xue, P. Lv, Y. Yang, L. Wang, W. Feng, Nano Today 2022, 43, 101419.

J. Kim, S. Kim, Y. Jeong, S. Park, H. C. Kim, K. Chun, B. Kim, in Annual Int. Conf. of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), IEEE, Piscataway, NJ 2005, pp. 4046-4049.

C. Xin, D. Jin, Y. Hu, L. Yang, R. Li, L. Wang, Z. Ren, D. Wang, S. Ji, K. Hu, D. Pan, H. Wu, W. Zhu, Z. Shen, Y. Wang, J. Li, L. Zhang, D. Wu, J. Chu, ACS Nano 2021, 15, 18048.

Y. Hu, Z. Wang, D. Jin, C. Zhang, R. Sun, Z. Li, K. Hu, J. Ni, Z. Cai, D. Pan, X. Wang, W. Zhu, J. Li, D. Wu, L. Zhang, J. Chu, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1907377.

T.-Y. Huang, H.-W. Huang, D. D. Jin, Q. Y. Chen, J. Y. Huang, L. Zhang, H. L. Duan, Sci. Adv. 2020, 6, eaav8219.

Y. Zhang, H. Gao, H. Wang, Z. Xu, X. Chen, B. Liu, Y. Shi, Y. Lu, L. Wen, Y. Li, Z. Li, Y. Men, X. Feng, W. Liu, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1705962.

M. Wehner, R. L. Truby, D. J. Fitzgerald, B. Mosadegh, G. M. Whitesides, J. A. Lewis, R. J. Wood, Nature 2016, 536, 451.

Y. Kim, G. A. Parada, S. Liu, X. Zhao, Sci. Rob. 2019, 4, eaax7329.

S. Jeon, A. K. Hoshiar, K. Kim, S. Lee, E. Kim, S. Lee, J. Y. Kim, B. J. Nelson, H. J. Cha, B. J. Yi, H. Choi, Soft Rob. 2019, 6, 54.

Y. Wu, J. K. Yim, J. Liang, Z. Shao, M. Qi, J. Zhong, Z. Luo, X. Yan, M. Zhang, X. Wang, R. S. Fearing, R. J. Full, L. Lin, Sci. Rob. 2019, 4, aax1594.

S. J. Kwon, G. Y. Lee, K. Jung, H. S. Jang, J-S. Park, H. Ju, I. K. Han, H. Ko, Adv. Mater. 2016, 28, 7899.

S. Ma, C. Yan, M. Cai, J. Yang, X. Wang, F. Zhou, W. Liu, Adv. Mater. 2018, 30, 1803371.

G. Parada, Y. Yu, W. Riley, S. Lojovich, D. Tshikudi, Q. Ling, Y. Zhang, J. Wang, L. Ling, Y. Yang, S. Nadkarni, C. Nabzdyk, X. Zhao, Adv. Healthcare Mater. 2020, 9, 2001116.

Y. Yu, H. Yuk, G. A. Parada, Y. Wu, X. Liu, C. S. Babzdyk, K. Youcef-Toumi, J. Zang, X. Zhao, Adv. Mater. 2019, 31, 1807101.

Y. Zhang, K. Yan, F. Ji, L. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1806340.

Z. Li, N. V. Myung, Y. Yin, Sci. Rob. 2021, 6, eabi4523.

M. Medina-Sanchez, L. Schwarz, A. K. Meyer, F. Hebenstreit, O. G. Schmidt, Nano Lett. 2016, 16, 555.

B. E. de Avila, P. Angsantikul, D. E. Ramirez-Herrera, F. Soto, H. Teymourian, D. Dehaini, Y. J. Chen, L. F. Zhang, J. Wang, Sci. Rob. 2018, 3, eaat0485.

B. E. de Avila, A. Martin, F. Soto, M. A. Lopez-Ramirez, S. Campuzano, G. M. Vasques-Machado, W. Gao, L. Zhang, J. Wang, ACS Nano 2015, 9, 6756.

W. P. He, J. Frueh, N. Hu, L. P. Liu, M. Y. Cai, Q. He, Adv. Sci. 2016, 3, 1600206.

R. Cheng, W. J. Huang, L. J. Huang, B. Yang, L. D. Mao, K. L. Jin, Q. C. ZhuGe, Y. P. Zhao, ACS Nano 2014, 8, 7746.

Z. Wu, L. Li, Y. Yang, P. Hu, Y. Li, S. Y. Yang, L. Wang, W. Gao, Sci. Rob. 2019, 4, eaax0613.

S. Tang, F. Zhang, H. Gong, F. Wie, J. Zhuang, E. Karshalev, B. E. de Avila, C. Huang, Z. Zhou, Z. Li, L. Yin, H. Dong, R. H. Fang, X. Zhang, L. Zhang, J. Wang, Sci. Rob. 2020, 5, eaba6137.

G. Go, S.-G. Jeong, A. Yoo, J. Han, B. Kang, K. T. Nguy, Z. Jin, C.-S. Kim, Y. R. Seo, J. Y. Kang, J. Y. Na, E. K. Song, Y. Jeong, J. K. Seon, J.-O. Park, E. Choi, Sci. Rob. 2020, 5, eaay6626.

Y. Kim, E. Genevriere, P. Harker, J. Choe, M. Balicki, R. W. Regenhardt, J. E. Vranic, A. A. Dmytriw, A. B. Patel, X. Zhao, Sci. Rob. 2022, 7, eabg9907.

J. Law, X. Wang, M. Luo, L. Xin, X. Du, W. Dou, T. Wang, G. Shan, Y. Wang, P. Song, X. Huang, J. Yu, Y. Sun, Sci. Adv. 2022, 8, abm5752.

J. Li, S. Thamphiwatana, W. Liu, B. E.-F. de Ávila, P. Angsantikul, E. Sandraz, J. Wang, T. Xu, F. Soto, V. Ramez, X. Wang, W. Gao, L. Zhang, J. Wang, ACS Nano 2016, 10, 9536.

B. E.-F. de Ávila, M. A. Lopez-Ramirez, R. Mundaca-Uribe, X. Wei, D. E. Ramírez-Herrera, E. Karshalev, B. Nguyen, R. H. Fang, L. Zhang, J. Wang, Adv. Mater. 2020, 32, 2000091.

X. Wei, M. Beltrán-Gastélum, E. Karshalev, B. E.-F. de Ávila, J. Zhou, D. Ran, P. Angsantikul, R. H. Fang, J. Wang, L. Zhang, Nano Lett. 2019, 19, 1914.

V. Iacovacci, L. Ricotti, E. Sinibaldi, G. Signore, F. Vistoli, A. Menciassi, Adv. Sci. 2018, 5, 1800807.

Y. Choi, C. Park, A. C. Lee, J. Bae, H. Kim, H. Choi, S. Song, Y. Jeong, J. Choi, H. Lee, S. Kwon, W. Park, Nat. Commun. 2021, 12, 4724.

B. Wang, K. F. Chan, F. Ji, Q. Wang, P. W. Y. Chiu, Z. Guo, L. Zhang, Adv. Sci. 2019, 6, 1802033.

D. Wang, S. Li, B. Wang, Z. Guo, W. Liu, Bio-Des. Manuf. 2021, 4, 889.

Y. Lei, R. Sun, X. Zhang, X. Feng, L. Jiang, Adv. Mater. 2016, 28, 1477.