A kemotronika olyan tudományág, amely az elektród - elektrolit határfelületen elektromos áram hatására végbemenő elektrokémiai folyamatok alapvető és alkalmazott vonatkozásaival , valamint ezen a területen különféle célú eszközök létrehozásával foglalkozik [1] .
A kemotronika mint tudományos és műszaki irányzat az elektrokémia és az elektronika találkozásánál keletkezett . Elméleti alapját nagyrészt Alexander Naumovich Frumkin , a Szovjetunió Tudományos Akadémia akadémikusának [2] munkája adta , aki a szilárd és folyékony elektrolitok elektrokémiai átalakulásának elveit tanulmányozta [3] . Ezekben a folyamatokban a töltéshordozók ionok, amelyek mobilitása kisebb, 10 4-10 6-szoros nagyságrendű , mint a félvezetők hordozóié, ami meghatározza a kemotronika hatókörét.
Műszaki ágként a kemotronika útja kezdetén általános elméleti és technológiai alapelveket dolgozott ki az elektrokémiai konverterek felépítéséhez. Ezzel egy időben olyan eszközöket hoztak létre, amelyek az oldatok ionjait használták töltések hordozására. Ilyen első fejlesztések voltak az elektrokémiai egyenirányítók , integrátorok , erősítők [4] .
Az ionok alacsony mobilitása miatt a kemotronikus eszközök fizikai természetüknél fogva alacsony frekvenciájúak. A hagyományos elektronikus eszközökhöz képest azonban vannak előnyei is. Ezek mindenekelőtt a folyékony elemek tömörsége és multifunkcionalitása, ahol kis térfogatban számos különböző fizikai és kémiai folyamat lejátszódhat egyszerre és különböző sebességgel. Ezen túlmenően ezek a rendszerek megbízhatóak, és lehetőséget adnak belső szerkezetük, azaz belső ellenőrzésük megváltoztatására [1] .
A kemotronika alkalmazásával szilárd- és folyadékfázisú készülékek jönnek létre. Az elsőben az elektródákon szilárd fázis képződését vagy az elektródák anyagának elektromos áram áthaladása során történő feloldódását [5] , a másodikban pedig az elektrolitoldat koncentrációját alkalmazzák. elektródaközeli régiók megváltoznak [6] . A fejlesztések listája széles - egyenirányítók, időrelék , integrátorok, nemlineáris funkcionális átalakítók, gyorsulásérzékelők , sebesség- , hőmérséklet- , rezgésmérők, indikátorok stb. [7] . Néha az ilyen eszközöket egy külön csoportba, a chemotronokba sorolják .
Kemotronikus készülékek működési frekvenciatartománya: 10 -7 - 10 Hz. A jól ismert elektromechanikus, elektromágneses és elektronikus társaikkal ellentétben nagy érzékenységgel (10 -3 V feszültségig és 10 -6 A áramerősségig), hatékonysággal (saját fogyasztás 10 -8 - 10 -3 W tartományban) rendelkeznek, csökkentette a belső zajszintet, valamint nagy megbízhatóságot és összehasonlító olcsóságot [6] .
A fejlesztés egyik további iránya olyan optokemotronikus eszközök megalkotása, amelyek az elektrokemilumineszcencia jelenségét alkalmazzák, vagyis azt a fényt, amely az elektródák tartományában keletkezik, amikor az áram áthalad bizonyos elektrolitok oldatain. Az ilyen elektrolitok általában egy aktivátorból ( lumineszcens szerves anyagból ), egy kísérő (hordozó) elektrolitból és egy oldószerből állnak. Az elektrolit az elektróda anyagokkal reverzibilis redox rendszert alkot . Az ilyen eszközöket emitterként és indikátorként, nem elektromos mennyiségek elektromos jellé alakítóként használják. Például egy speciális alakú elektróda közelében váltakozó elektromos térrel gerjesztett foszfor izzó hatásának felhasználásával világító számokat, betűket stb. hozhat létre [8] .