Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4688_1.pdf: 4224300 bytes, checksum: 5f4bb538857dd8208cfa3ccf53698502 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Esta dissertação investiga a utilização de Sistemas Híbridos Inteligentes no sistema de reconhecimento de padrões de um nariz artificial. O trabalho envolve cinco partes principais: (1) avaliação da base de dados de odores a partir de uma técnica estatística multivariada; (2) validação das Redes Neurais com Atrasos no Tempo no reconhecimento de odores; (3) avaliação da Transformada de Wavelets como método de pré-processamento de sinais de odores em abordagens conexionistas; (4) avaliação de abordagens híbridas inteligentes para o reconhecimento de odores em narizes artificiais; e (5) o estudo de caso. Duas arquiteturas híbridas inteligentes foram investigadas em detalhes: a rede neuro-difusa Feature-weighted Detector, que permite a classificação de padrões, seleção dos atributos mais importantes e extração de regras explicativas da rede; e a rede neuro-difusa Evolving Fuzzy Neural Networks, que possibilita o aprendizado on-line e incremental, além da inserção, extração e agregação de conhecimento em sua arquitetura evolutiva. Foram analisados sinais gerados por um nariz artificial, composto por um conjunto de oito sensores de polímeros condutores, exposto a gases derivados do petróleo. A utilização da Transformada de Wavelet melhorou consideravelmente o desempenho dos classificadores conexionistas. Nos experimentos realizados, as Redes Neurais com Atrasos no Tempo obtiveram um erro médio de classificação de 0.75%, enquanto que as Redes Perceptron Multi-Camadas obtiveram um erro médio de 11.5%. Dentre as abordagens hibridas investigadas, a rede Feature-weighted Detector, obteve um erro médio de classificação de 20.72% e a rede Evolving Fuzzy Neural Networks obteve um erro médio de 0.88% na classificação dos odores.

O trabalho desenvolvido consistiu na síntese eletroquíca de 4 polímeros conjugados da família dos PPVs, substituídos por cadeias laterais formadas por unidades - CORS (tioéster) com grupos R de comprimentos distintos. A caracterização desses polímeros foi feita por métodos espectroscópicos, análises térmicas e cromatografia por exclusão de tamanho. Os polímeros foram dopados com ácido canforsulfônico. Sensores foram construídos pela deposição de filmes poliméricos finos sobre eletrodos interdigitados. Suas respostas resistivas, frente à exposição aos vapores de substâncias voláteis, foram estudadas. Um equipamento foi desenvolvido para testar os sensores. Através dessa ferramenta, os sensores foram conectados a condutivímetros, cujas saídas foram lidas e digitalizadas por um microcontrolador, qeu enviou esses dados a um computador (PC). O conjunto de dados colhidos permitiu gerar gráficos de resposta vs. tempo e de PCA (análise das componentes principais), utilizados na avaliação da seletividade dos sensores. Os sensores foram expostos a ar saturado com vapores de compostos orgânicos voláteis. Os resultados mostraram que esses são capazes de distinguir os compostos testados. O arranjo de alguns sensores diferentes gerou padrões distintos de resposta para cada substância analisada, possibilitando o emprego de programas de reconhecimento de padrões na avaliação dos analitos. Em testes com odores mais complexos, os sensores foram expostos aos vapores de diversas marcas de café e de cerveja que evidenciaram a seletividade. O desempenho dos sensores em análises quantitativas foi avaliado por meio da exposição aos vapores de soluções alcoólicas aquosas. Foi verificada a sensibilidade dos sensores à quantidade de etanol presente nas soluções. Através do método de adição de padrão foi possível determinar o teor de etanol em bebidas alcoólicas comerciais. / The electrosynthesis of four conjugated polymers of the PPV family, presenting as side-chains -COSR (thioester) groups of different lengths, is described. These polymers were characterised spectroscopically, by thermal analyses and by size exclusion chromatography (SEC). The polymers were doped with 10-camphorsulfonic acid. Casting thin polymeric films onto interdigitated electrodes assembled sensors whose response and selectivity were evaluated by exposing them to volatile organic compounds (VOCs). The resistance over the contact pairs was continuously monitored with an accurate conductivity meter connected via an analogue-to-digital converter to a PC in which a software enabled plotting resistance vs. time graphs and PCA (principal component analysis) plots. The sensors were able to discriminate the tested VOCs showing a different response pattern for each compound. The sensors also exhibited good selectivity when exposed to complex odours as, for instance, different brands of coffee and beer. They were also tested in quantitative analyses allowing determination of the ethanol content in alcoholic drinks.

Os objetivos do trabalho consistem em síntese e caracterização de três polímeros: poli(2,1,3-benzotiadiazol-4,7-ilenovinileno) (PBTDV), poli(2,1,3-benzotiadiazol-4,7-ilenovinileno-co-2-bromo-5-hexilóxi-p-fenilenovinileno (PBTDV-co-BHPPV) e poli(2-bromo-5-hexilóxi-p-fenilenovinileno) (BHPPV), sendo os dois primeiros inéditos; aplicação de polímeros condutores no desenvolvimento de um nariz eletrônico capaz de identificar madeiras; e aplicação de polímeros condutores em um sensor de pressão. Os polímeros foram preparados de maneira satisfatória via redução catódica de seus precursores tetra-halogenados, que forneceu produtos com rendimentos apreciáveis. Para o projeto do nariz eletrônico que pretende identificar madeiras, dois conjuntos de espécies de madeira foram estudadas: (a) mogno e cedro e (b) imbuia e canela-preta. O nariz eletrônico desenvolvido apresenta um conjunto de quatro sensores de gás, que foram construídos por meio da deposição de finos filmes de polímeros dopados sobre a superfície de eletrodos interdigitados. Esse conjunto de sensores foi desenvolvido com sucesso, sendo capaz de diferenciar as espécies de madeira com taxa de acerto de 100%. Por fim, foi desenvolvido também com sucesso um sensor de gás capaz de atuar como sensor de pressão. Esse dispositivo mostrou-se sensível à variação de pressão, do vácuo a ambiente, e os ensaios apresentaram boa reprodutibilidade. A resposta do sensor, frente à variação de pressão, é produto de interação(ões) entre a camada ativa do polímero utilizado (PHBPE, poli(4\'-hexilóxi-2,5-bifenilenoetileno)) e algum(ns) componente(s) do ar atmosférico ou da atmosfera particular do laboratório. Esse sensor é de fácil fabricação e barato (~ R$ 1,00), sendo possível sua aplicação como sensor para pressões menores do que a ambiente / The syntheses of three polymers via electrochemical reduction of their precursors are described. Two out of the three generated polymers have never been described before. An electronic nose was developed capable of identifying two pairs of wood species: (a) mahogany and cedar and (b) Brazilian walnut and black-cinnamon. The electronic nose consisted of four gas sensors, fabricated by the deposition of thin doped polymer films onto the surface of interdigitated electrodes. The device presented a rate of hits of 100% in 80 assays of identification of the above cited species. Finally, a gas sensor based on a conductive polymer and capable of acting as a pressure sensor was fabricated. The sensor was suitable for measuring air pressures in the range of 100 mmHg to 700 mmHg due to its sensibility to one or more specific compounds present in the air. The device is cheap, easy to fabricate and lasts for several months

O trabalho desenvolvido consistiu na síntese eletroquíca de 4 polímeros conjugados da família dos PPVs, substituídos por cadeias laterais formadas por unidades - CORS (tioéster) com grupos R de comprimentos distintos. A caracterização desses polímeros foi feita por métodos espectroscópicos, análises térmicas e cromatografia por exclusão de tamanho. Os polímeros foram dopados com ácido canforsulfônico. Sensores foram construídos pela deposição de filmes poliméricos finos sobre eletrodos interdigitados. Suas respostas resistivas, frente à exposição aos vapores de substâncias voláteis, foram estudadas. Um equipamento foi desenvolvido para testar os sensores. Através dessa ferramenta, os sensores foram conectados a condutivímetros, cujas saídas foram lidas e digitalizadas por um microcontrolador, qeu enviou esses dados a um computador (PC). O conjunto de dados colhidos permitiu gerar gráficos de resposta vs. tempo e de PCA (análise das componentes principais), utilizados na avaliação da seletividade dos sensores. Os sensores foram expostos a ar saturado com vapores de compostos orgânicos voláteis. Os resultados mostraram que esses são capazes de distinguir os compostos testados. O arranjo de alguns sensores diferentes gerou padrões distintos de resposta para cada substância analisada, possibilitando o emprego de programas de reconhecimento de padrões na avaliação dos analitos. Em testes com odores mais complexos, os sensores foram expostos aos vapores de diversas marcas de café e de cerveja que evidenciaram a seletividade. O desempenho dos sensores em análises quantitativas foi avaliado por meio da exposição aos vapores de soluções alcoólicas aquosas. Foi verificada a sensibilidade dos sensores à quantidade de etanol presente nas soluções. Através do método de adição de padrão foi possível determinar o teor de etanol em bebidas alcoólicas comerciais. / The electrosynthesis of four conjugated polymers of the PPV family, presenting as side-chains -COSR (thioester) groups of different lengths, is described. These polymers were characterised spectroscopically, by thermal analyses and by size exclusion chromatography (SEC). The polymers were doped with 10-camphorsulfonic acid. Casting thin polymeric films onto interdigitated electrodes assembled sensors whose response and selectivity were evaluated by exposing them to volatile organic compounds (VOCs). The resistance over the contact pairs was continuously monitored with an accurate conductivity meter connected via an analogue-to-digital converter to a PC in which a software enabled plotting resistance vs. time graphs and PCA (principal component analysis) plots. The sensors were able to discriminate the tested VOCs showing a different response pattern for each compound. The sensors also exhibited good selectivity when exposed to complex odours as, for instance, different brands of coffee and beer. They were also tested in quantitative analyses allowing determination of the ethanol content in alcoholic drinks.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4572_1.pdf: 1149011 bytes, checksum: 92aae8f6f9b5145bfcecb94d96dbbc0b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco / Um nariz artificial é um sistema modular composto de duas partes principais: um sistema sensor, formado de elementos que detectam odores e um sistema de reconhecimento de padrões que classifica os odores detectados. Redes neurais artificiais têm sido utilizadas como sistema de reconhecimento de padrões para narizes artificiais e vêm apresentando resultados promissores. Desde os anos 80, pesquisas para criação de narizes artificiais, que permitam detectar e classificar odores, vapores e gases automaticamente, têm tido avanços significativos. Esses equipamentos podem ser utilizados no monitoramento ambiental para controlar a qualidade do ar, na área de saúde para realizar diagnóstico de doenças e nas indústrias de alimentos para o controle de qualidade e o monitoramento de processos de produção. Esta dissertação investiga a utilização de quatro técnicas diferentes de redes neurais para criação de sistemas de reconhecimento de padrões em narizes artificiais. O trabalho está dividido em quatro partes principais: (1) introdução aos narizes artificiais, (2) redes neurais artificiais para sistema de reconhecimento de padrões, (3) métodos para medir o desempenho de sistemas de reconhecimento de padrões e comparar os resultados e (4) estudo de caso. Os dados utilizados para o estudo de caso, foram obtidos por um protótipo de nariz artificial composto por um arranjo de oito sensores de polímeros condutores, expostos a nove tipos diferentes de aguarrás. Foram adotadas as técnicas Multi-Layer Perceptron (MLP), Radial Base Function (RBF), Probabilistic Neural Network (PNN) e Time Delay Neural Network (TDNN) para criar os sistemas de reconhecimento de padrões. A técnica PNN foi investigada em detalhes, por dois motivos principais: esta técnica é indicada para realização de tarefas de classificação e seu treinamento é feito em apenas um passo, o que torna a etapa de criação dessas redes muito rápida. Os resultados foram comparados através dos valores dos erros médios de classificação utilizando o método estatístico de Teste de Hipóteses. As redes PNN correspondem a uma nova abordagem para criação de sistemas de reconhecimento de padrões de odor. Estas redes tiveram um erro médio de classificação de 1.1574% no conjunto de teste. Este foi o menor erro obtido entre todos os sistemas criados, entretanto mesmo com o menor erro médio de classificação, os testes de hipóteses mostraram que os classificadores criados com PNN não eram melhores do que os classificadores criados com a arquitetura RBF, que obtiveram um erro médio de classificação de 1.3889%. A grande vantagem de criar classificadores com a arquitetura PNN foi o pequeno tempo de treinamento dos mesmos, chegando a ser quase imediato. Porém a quantidade de nodos na camada escondida foi muito grande, o que pode ser um problema, caso o sistema criado deva ser utilizado em equipamentos com poucos recursos computacionais. Outra vantagem de criar classificadores com redes PNN é relativa à quantidade reduzida de parâmetros que devem ser analisados, neste caso apenas o parâmetro relativo à largura da função Gaussiana precisou ser investigado

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:01:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7154_1.pdf: 1370997 bytes, checksum: 1580b7b5979343826e4d0a3b88b57dac (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Esta dissertação propõe modificações na metodologia yamazaki para a otimização simultânea de arquiteturas e pesos de redes Multilayer Perceptron (MLP). O objetivo principal é propô-las em conjunto com as respectivas validações, visando tornar mais eficiente o processo de otimização. A base para o algoritmo híbrido de otimização são os algoritmos simulated annealing, tabu search e a metodologia yamazaki. As modificações são realizadas nos critérios de implementação tais como mecanismo de geração de vizinhança, esquema de esfriamento e função de custo. Um dos pontos principais desta dissertação é a criação de um novo mecanismo de geração de vizinhança visando aumentar o espaço de busca. O esquema de esfriamento é de grande importância na convergência do algoritmo. O custo de cada solução é medido como média ponderada entre o erro de classificação para o conjunto de treinamento e a porcentagem de conexões utilizadas pela rede. As bases de dados utilizadas nos experimentos são: classificação de odores provenientes de três safras de um mesmo vinho e classificação de gases. A fundamentação estatística para as conclusões observadas através dos resultados obtidos é realizada usando teste de hipóteses. Foi realizado um estudo do tempo de execução separando as fases de otimização global da fase de refinamento local. Concluiu-se que com o novo mecanismo de geração de vizinhança fez desnecessário o uso do backpropagation obtendo assim um alto ganho em tempo de execução. O algoritmo híbrido de otimização apresentou, para ambas as bases de dados, o menor valor da média do erro de classificação do conjunto de teste e o menor valor da quantidade de conexões. Além disso, o tempo de execução foi reduzido em média 46.72%

Os objetivos do trabalho consistem em síntese e caracterização de três polímeros: poli(2,1,3-benzotiadiazol-4,7-ilenovinileno) (PBTDV), poli(2,1,3-benzotiadiazol-4,7-ilenovinileno-co-2-bromo-5-hexilóxi-p-fenilenovinileno (PBTDV-co-BHPPV) e poli(2-bromo-5-hexilóxi-p-fenilenovinileno) (BHPPV), sendo os dois primeiros inéditos; aplicação de polímeros condutores no desenvolvimento de um nariz eletrônico capaz de identificar madeiras; e aplicação de polímeros condutores em um sensor de pressão. Os polímeros foram preparados de maneira satisfatória via redução catódica de seus precursores tetra-halogenados, que forneceu produtos com rendimentos apreciáveis. Para o projeto do nariz eletrônico que pretende identificar madeiras, dois conjuntos de espécies de madeira foram estudadas: (a) mogno e cedro e (b) imbuia e canela-preta. O nariz eletrônico desenvolvido apresenta um conjunto de quatro sensores de gás, que foram construídos por meio da deposição de finos filmes de polímeros dopados sobre a superfície de eletrodos interdigitados. Esse conjunto de sensores foi desenvolvido com sucesso, sendo capaz de diferenciar as espécies de madeira com taxa de acerto de 100%. Por fim, foi desenvolvido também com sucesso um sensor de gás capaz de atuar como sensor de pressão. Esse dispositivo mostrou-se sensível à variação de pressão, do vácuo a ambiente, e os ensaios apresentaram boa reprodutibilidade. A resposta do sensor, frente à variação de pressão, é produto de interação(ões) entre a camada ativa do polímero utilizado (PHBPE, poli(4\'-hexilóxi-2,5-bifenilenoetileno)) e algum(ns) componente(s) do ar atmosférico ou da atmosfera particular do laboratório. Esse sensor é de fácil fabricação e barato (~ R$ 1,00), sendo possível sua aplicação como sensor para pressões menores do que a ambiente / The syntheses of three polymers via electrochemical reduction of their precursors are described. Two out of the three generated polymers have never been described before. An electronic nose was developed capable of identifying two pairs of wood species: (a) mahogany and cedar and (b) Brazilian walnut and black-cinnamon. The electronic nose consisted of four gas sensors, fabricated by the deposition of thin doped polymer films onto the surface of interdigitated electrodes. The device presented a rate of hits of 100% in 80 assays of identification of the above cited species. Finally, a gas sensor based on a conductive polymer and capable of acting as a pressure sensor was fabricated. The sensor was suitable for measuring air pressures in the range of 100 mmHg to 700 mmHg due to its sensibility to one or more specific compounds present in the air. The device is cheap, easy to fabricate and lasts for several months

Os objetivos do presente trabalho consistem na síntese de dois polímeros - poli(2,1,3-benzotiadiazol-4,7-ilenovinileno-alt-9,9-n-dioctil-2,7-fluorenilenovinileno) (PBTDV-alt-PDO27FV) e poli[4,7-(2,1,3-benzotiadiazolileno)-alt-(2,5-dioctilóxi-1,4- fenilenovinileno)] (PBTDV-alt-PDOPPV) - cinco oligômeros - 4,7-bis(2-(9,9-n-dioctil-9H-fluoren-2-il)vinil)2,1,3-benzotiadiazol (FBF); 2,7-bis(2-(2,1,3-benzotiadiazol-4-il)vinil)9,9-n-dioctil-9H-fluoreno (BFB); 4-(2-(9,9-n-dioctil-9H-fluoren-2-il)vinil)2,1,3-benzotiadiazol (FB); 1,2-bis(9,9-n-dioctil-9H-fluoren)2-vinileno (FF) e 2,2\'-(2,2\'-(9,9-n-dioctil-9H-fluoreno)2,7-bis(vinileno)bis(9,9-n-dioctil-9H-fluoreno) (FFF) - e três small molecules - 7,7\'-(4,4-bis(2-etil-hexil)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']ditiofen-2,6-diil)bis(6-fluoro-4-(5\'-hexil-[2\'-tiofeno-2\'-tiazol]-5-il)benzo[c][1,2,5]tiadiazol (G37FBT); 7,7\'-(4,4-bis(2-etil-hexil)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']ditiofen-2,6-diil)bis(6-fluoro-4-(2\'-isobutil-[5\',2\'-ditiazol])-5-il)benzo[c][1,2,5]tiadiazol (J1) e 7,7\'-(4,4-bis(2-etil-hexil)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']ditiofen-2,6-diil)bis(5\'-hexil-[2,2\'-bitiofeno]-5- bis(il)benzo[c][1,2,5]tiadiazol) (J2) - seguida da aplicação desses materiais em dispositivos fotovoltaicos e magnetorresistivos e em sensores de gás. Os polímeros e oligômeros preparados são derivados de poli(p-fenilenovinileno) e contêm unidades de fluoreno e/ou 2,1,3-benzotiadiazol, tendo sido empregada, na etapa final de cada síntese, reação de Wittig visando ao acoplamento e à formação das duplas vinilênicas. As small molecules, preparadas por meio de sucessivas formações de organo-estananas e reações de Stille, também foram sintetizadas com sucesso e em rendimentos apreciáveis. A espécie J2 não foi preparada com sucesso, obtendo-se, em contrapartida, um análogo dessa molécula, que foi devidamente isolado e caracterizado. No que tange à aplicação dos materiais em dispositivos fotovoltaicos, os resultados até então obtidos mostraram-se inconclusivos, sendo digno de nota, no entanto, que o estudo continua sendo conduzido por colaboradores. O trabalho de aplicação dos materiais em dispositivos magnetorresistivos apresentou resultados interessantes para os oligômeros FBF, BFB, FFF e FF, visto que dispositivos fabricados a partir das referidas espécies mostraram variação em seus valores de corrente elétrica quando submetidos a campo magnético de 200 mT. Por fim, foram desenvolvidos narizes eletrônicos com duas finalidades distintas: (a) identificação de diferentes espécies de madeira de interesse ambiental e (b) estudo da influência da atividade física no indivíduo por meio da análise do suor. Os sensores de gás foram preparados por meio da deposição de finos filmes de materiais orgânicos conjugados dopados sobre a superfície de eletrodos interdigitados. No estudo acerca da identificação de espécies de madeira, a análise de leave-one-out revelou 100 % de taxa de acerto na diferenciação entre as espécies angelim, cedro-rosa, imbuia e perobinha. O estudo da influência da atividade física no indivíduo também se mostrou promissor na medida em que identificou os diferentes estágios do exercício físico com taxa de acerto de 93 %, também definida pela técnica estatística de leave-one-out. / The present work consists on the synthesis of two polymers - poly(2,1,3- benzothiadiazole-4,7-ylenevinylene-alt-9,9-n-dioctyl-2,7-fluorenylenevinylene) (PBTDV-alt-PDO27FV) and poly[4,7-(2,1,3-benzothiadiazole-ylene)-alt-(2,5-dioctyloxy-1,4-phenylenevinylene)] (PBTDV-alt-PDOPPV) - five oligomers - 4,7-bis(2-(9,9-n-dioctyl- 9H-fluorene-2-yl)vinyl)2,1,3-benzothiadiazole (FBF); 2,7-bis(2-(2,1,3- benzothiadiazole-4-yl)vinyl)9,9-n-dioctyl-9H-fluorene (BFB); 4-(2-(9,9-n-dioctyl-9H-fluorene-2-yl)vinyl)2,1,3-benzothiadiazole (FB); 1,2-bis(9,9-n-dioctyl-9H-fluorene)2- vinylene (FF) and 2,2\'-(2,2\'-(9,9-n-dioctyl-9H-fluorene)2,7-bis(vinylene)bis(9,9-n-dioctyl-9H-fluorene) (FFF) - and three small molecules - 7,7\'-(4,4-bis(2-ethyl-hexyl)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']dithiophene-2,6-diyl)bis(6-fluoro-4-(5\'-hexyl-[2\'-thiophene-2\'- thiazole]-5-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole (G37FBT); 7,7\'-(4,4-bis(2-ethyl-hexyl)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']dithiophene-2,6-diyl)bis(6-fluoro-4-(2\'-isobutyl-[5\',2\'-dithiazole]-5-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole (J1) and 7,7\'-(4,4-bis(2-ethyl-hexyl)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']dithiophene-2,6-diyl)bis(5\'-hexyl-[2,2-bithiophene]-5-bis(yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole) (J2) - followed by the application of such materials in organic photovoltaics (OPV), magnetoresistive devices and gas sensors. The polymers and oligomers are all poli(p-phenylenevinylene)s derivatives containing 2,1,3-benzothiadiazole and/or substituted fluorene units in the main chain. Those materials\' preparation comprises a coupling Wittig reaction as the key step, through which the vinylenic bonds are formed. The small molecules mentioned above were synthesized by successive organostannane preparations followed by cross-coupling Stille reactions, leading to the target-compounds in considerably high yields. Although the route is a very useful methodology for synthesizing organic conjugated small molecules, J2 was not successfully prepared. The reaction led to a J2 analogue instead, that was properly isolated and characterized. The application of the cited materials in organic photovoltaics (OPVs) is still in progress, since the study has shown inconclusive results so far. The study of the organic magnetoresistive properties of the synthesized materials has led to interesting results for the oligomers FBF, BFB, FFF and FF. The devices containing those compounds in their active layers presented considerable variations in their electric current values when submitted to a magnetic field of 150 mT magnitude. Finally, electronic noses for two different applications were developed: (a) the identification of wood species that can be easily mistaken and (b) the study of exercise physiology through analyses of sweat samples. The gas sensors were prepared by the deposition of doped organic conjugated materials thin films onto the surface of intedigitated electrodes. The study on the differentiation of several species of wood showed 100 % rate of hits determined by leave-one-out statistics analysis. The study on the exercise physiology was also promising since it allowed the identification of the three different stages of the physical exercise with a 93 % rate of hits, also determined by leave-one-out methods. Thus, both studies suggest that the electronic nose can be a powerful tool to study many different targets in which the release of volatile compounds is involved

Os objetivos do presente trabalho consistem na síntese de dois polímeros - poli(2,1,3-benzotiadiazol-4,7-ilenovinileno-alt-9,9-n-dioctil-2,7-fluorenilenovinileno) (PBTDV-alt-PDO27FV) e poli[4,7-(2,1,3-benzotiadiazolileno)-alt-(2,5-dioctilóxi-1,4- fenilenovinileno)] (PBTDV-alt-PDOPPV) - cinco oligômeros - 4,7-bis(2-(9,9-n-dioctil-9H-fluoren-2-il)vinil)2,1,3-benzotiadiazol (FBF); 2,7-bis(2-(2,1,3-benzotiadiazol-4-il)vinil)9,9-n-dioctil-9H-fluoreno (BFB); 4-(2-(9,9-n-dioctil-9H-fluoren-2-il)vinil)2,1,3-benzotiadiazol (FB); 1,2-bis(9,9-n-dioctil-9H-fluoren)2-vinileno (FF) e 2,2\'-(2,2\'-(9,9-n-dioctil-9H-fluoreno)2,7-bis(vinileno)bis(9,9-n-dioctil-9H-fluoreno) (FFF) - e três small molecules - 7,7\'-(4,4-bis(2-etil-hexil)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']ditiofen-2,6-diil)bis(6-fluoro-4-(5\'-hexil-[2\'-tiofeno-2\'-tiazol]-5-il)benzo[c][1,2,5]tiadiazol (G37FBT); 7,7\'-(4,4-bis(2-etil-hexil)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']ditiofen-2,6-diil)bis(6-fluoro-4-(2\'-isobutil-[5\',2\'-ditiazol])-5-il)benzo[c][1,2,5]tiadiazol (J1) e 7,7\'-(4,4-bis(2-etil-hexil)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']ditiofen-2,6-diil)bis(5\'-hexil-[2,2\'-bitiofeno]-5- bis(il)benzo[c][1,2,5]tiadiazol) (J2) - seguida da aplicação desses materiais em dispositivos fotovoltaicos e magnetorresistivos e em sensores de gás. Os polímeros e oligômeros preparados são derivados de poli(p-fenilenovinileno) e contêm unidades de fluoreno e/ou 2,1,3-benzotiadiazol, tendo sido empregada, na etapa final de cada síntese, reação de Wittig visando ao acoplamento e à formação das duplas vinilênicas. As small molecules, preparadas por meio de sucessivas formações de organo-estananas e reações de Stille, também foram sintetizadas com sucesso e em rendimentos apreciáveis. A espécie J2 não foi preparada com sucesso, obtendo-se, em contrapartida, um análogo dessa molécula, que foi devidamente isolado e caracterizado. No que tange à aplicação dos materiais em dispositivos fotovoltaicos, os resultados até então obtidos mostraram-se inconclusivos, sendo digno de nota, no entanto, que o estudo continua sendo conduzido por colaboradores. O trabalho de aplicação dos materiais em dispositivos magnetorresistivos apresentou resultados interessantes para os oligômeros FBF, BFB, FFF e FF, visto que dispositivos fabricados a partir das referidas espécies mostraram variação em seus valores de corrente elétrica quando submetidos a campo magnético de 200 mT. Por fim, foram desenvolvidos narizes eletrônicos com duas finalidades distintas: (a) identificação de diferentes espécies de madeira de interesse ambiental e (b) estudo da influência da atividade física no indivíduo por meio da análise do suor. Os sensores de gás foram preparados por meio da deposição de finos filmes de materiais orgânicos conjugados dopados sobre a superfície de eletrodos interdigitados. No estudo acerca da identificação de espécies de madeira, a análise de leave-one-out revelou 100 % de taxa de acerto na diferenciação entre as espécies angelim, cedro-rosa, imbuia e perobinha. O estudo da influência da atividade física no indivíduo também se mostrou promissor na medida em que identificou os diferentes estágios do exercício físico com taxa de acerto de 93 %, também definida pela técnica estatística de leave-one-out. / The present work consists on the synthesis of two polymers - poly(2,1,3- benzothiadiazole-4,7-ylenevinylene-alt-9,9-n-dioctyl-2,7-fluorenylenevinylene) (PBTDV-alt-PDO27FV) and poly[4,7-(2,1,3-benzothiadiazole-ylene)-alt-(2,5-dioctyloxy-1,4-phenylenevinylene)] (PBTDV-alt-PDOPPV) - five oligomers - 4,7-bis(2-(9,9-n-dioctyl- 9H-fluorene-2-yl)vinyl)2,1,3-benzothiadiazole (FBF); 2,7-bis(2-(2,1,3- benzothiadiazole-4-yl)vinyl)9,9-n-dioctyl-9H-fluorene (BFB); 4-(2-(9,9-n-dioctyl-9H-fluorene-2-yl)vinyl)2,1,3-benzothiadiazole (FB); 1,2-bis(9,9-n-dioctyl-9H-fluorene)2- vinylene (FF) and 2,2\'-(2,2\'-(9,9-n-dioctyl-9H-fluorene)2,7-bis(vinylene)bis(9,9-n-dioctyl-9H-fluorene) (FFF) - and three small molecules - 7,7\'-(4,4-bis(2-ethyl-hexyl)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']dithiophene-2,6-diyl)bis(6-fluoro-4-(5\'-hexyl-[2\'-thiophene-2\'- thiazole]-5-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole (G37FBT); 7,7\'-(4,4-bis(2-ethyl-hexyl)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']dithiophene-2,6-diyl)bis(6-fluoro-4-(2\'-isobutyl-[5\',2\'-dithiazole]-5-yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole (J1) and 7,7\'-(4,4-bis(2-ethyl-hexyl)-4H-silolo[3,2-b-:4,5-b\']dithiophene-2,6-diyl)bis(5\'-hexyl-[2,2-bithiophene]-5-bis(yl)benzo[c][1,2,5]thiadiazole) (J2) - followed by the application of such materials in organic photovoltaics (OPV), magnetoresistive devices and gas sensors. The polymers and oligomers are all poli(p-phenylenevinylene)s derivatives containing 2,1,3-benzothiadiazole and/or substituted fluorene units in the main chain. Those materials\' preparation comprises a coupling Wittig reaction as the key step, through which the vinylenic bonds are formed. The small molecules mentioned above were synthesized by successive organostannane preparations followed by cross-coupling Stille reactions, leading to the target-compounds in considerably high yields. Although the route is a very useful methodology for synthesizing organic conjugated small molecules, J2 was not successfully prepared. The reaction led to a J2 analogue instead, that was properly isolated and characterized. The application of the cited materials in organic photovoltaics (OPVs) is still in progress, since the study has shown inconclusive results so far. The study of the organic magnetoresistive properties of the synthesized materials has led to interesting results for the oligomers FBF, BFB, FFF and FF. The devices containing those compounds in their active layers presented considerable variations in their electric current values when submitted to a magnetic field of 150 mT magnitude. Finally, electronic noses for two different applications were developed: (a) the identification of wood species that can be easily mistaken and (b) the study of exercise physiology through analyses of sweat samples. The gas sensors were prepared by the deposition of doped organic conjugated materials thin films onto the surface of intedigitated electrodes. The study on the differentiation of several species of wood showed 100 % rate of hits determined by leave-one-out statistics analysis. The study on the exercise physiology was also promising since it allowed the identification of the three different stages of the physical exercise with a 93 % rate of hits, also determined by leave-one-out methods. Thus, both studies suggest that the electronic nose can be a powerful tool to study many different targets in which the release of volatile compounds is involved