Kemotronik er en disciplin, der beskæftiger sig med de grundlæggende og anvendte aspekter af elektrokemiske processer, der forekommer ved elektrode - elektrolyt-grænsefladen under påvirkning af elektrisk strøm , samt skabelsen af enheder til forskellige formål på dette område [1] .
Kemotronik som en videnskabelig og teknisk retning opstod i krydsfeltet mellem elektrokemi og elektronik . Dets teoretiske grundlag var for en stor dels vedkommende arbejdet af akademiker fra USSR's Videnskabsakademi Alexander Naumovich Frumkin [2] , som studerede principperne for elektrokemisk omdannelse i faste og flydende elektrolytter [3] . Ladningsbærerne i disse processer er ioner, som har en lavere, i størrelsesordenen 10 4 — 10 6 gange, mobilitet end bærere i halvledere, hvilket bestemmer omfanget af kemotronikken.
Som en teknisk gren udviklede kemotronikken i begyndelsen af sin rejse generelle teoretiske og teknologiske principper for konstruktion af elektrokemiske omformere. Samtidig blev der skabt enheder, der brugte opløsningernes ioner til at bære ladninger. Sådanne første udviklinger var elektrokemiske ensrettere , integratorer , forstærkere [4] .
På grund af den lave mobilitet af ioner er kemotroniske anordninger i kraft af deres fysiske natur lavfrekvente. Men sammenlignet med konventionelle elektroniske enheder har de også fordele. Disse er først og fremmest kompaktheden og multifunktionaliteten af flydende elementer, hvor der i et lille volumen kan forekomme mange forskellige fysiske og kemiske processer samtidigt og med forskellige hastigheder. Derudover er disse systemer pålidelige og giver mulighed for at ændre deres interne struktur, det vil sige intern kontrol [1] .
Ved brug af kemotronik skabes fast- og væskefase-enheder. I den første bruges processen med dannelse af en fast fase på elektroderne eller opløsning af materialet i elektroderne under passagen af en elektrisk strøm [5] , og i den anden anvendes koncentrationen af elektrolytopløsningen i nærelektrodeområder ændres [6] . Listen over udviklinger er bred-ensrettere, tidsrelæer , integratorer, ikke-lineære funktionelle omformere, accelerationssensorer , hastigheder , temperaturer , vibrationsmålere, indikatorer osv. [7] . Nogle gange er sådanne enheder klassificeret i en separat gruppe kaldet kemotroner .
Driftsfrekvensområde for kemotroniske enheder: 10 -7 - 10 Hz. I modsætning til velkendte elektromekaniske, elektromagnetiske og elektroniske modstykker har de høj følsomhed (op til 10 -3 V i spænding og op til 10 -6 A i strøm), effektivitet (eget forbrug inden for 10 -8 - 10 -3 W), reduceret niveauet af iboende støj, samt høj pålidelighed og sammenlignelig billighed [6] .
En af de yderligere udviklingsretninger er skabelsen af optokemotroniske enheder, der bruger fænomenet elektrokemiluminescens, det vil sige den glød, der opstår i området af elektroderne, når strømmen passerer gennem opløsninger af visse elektrolytter. Sådanne elektrolytter består sædvanligvis af en aktivator ( luminescerende organisk stof ), en ledsagende (understøttende) elektrolyt og et opløsningsmiddel. Elektrolytten danner et reversibelt redoxsystem med elektrodematerialerne . Sådanne enheder bruges som emittere og indikatorer, konvertere af ikke-elektriske mængder til et elektrisk signal. For eksempel ved at bruge glødeffekten af en fosfor exciteret af et vekslende elektrisk felt i nærheden af en speciel formet elektrode, kan du skabe lysende tal, bogstaver osv. [8] .