Dissertação de Mestrado: Aplicação do método de análise de componentes principais no estudo de compostos orgânicos do tipo chalcona
Esse repositório contém os códigos e bases de dados usados na elaboração da minha dissertação de mestrado.
Realizei esse trabalho como aluna do Grupo de Fótonica do Instituto de Física de São Carlos e, como resultado, recebi o titulo de mestre em física computacional pela USP. A pesquisa foi realizado com o apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001. O texto da dissertação pode ser encontrado aqui.
Atualmente, na área de Fotônica, há um crescente interesse no desenvolvimento de novas tecnologias e dispositivos e, para isso, tem se buscado cada vez mais materiais aptos às aplicações desejadas. Compostos orgânicos ganharam destaque devido à ampla gama de aplicações e à possibilidade de modulação das características ópticas por engenharia molecular, tornando-se alvos recorrentes de estudo em óptica não linear. Esse tipo de estudo é complexo já que diferentes fatores correlacionados influenciam na eficiência da absorção não linear em moléculas orgânicas, entre eles, a estrutura molecular e a relação entre grupos aceitador/doador, que, em geral, são analisadas manualmente de forma fenomenológica. Métodos computacionais de aprendizado de máquina vêm sendo empregados como uma alternativa para facilitar a análise e interpretação de dados em óptica não linear. Este trabalho investigou a aplicação da Análise de Componentes Principais (PCA), um método de aprendizado não supervisionado, capaz de reduzir a dimensionalidade de base de dados complexas, preservando o máximo de informação, simplificando a interpretação das variáveis e permitindo agrupamento de dados semelhantes. Foi utilizada uma base de dados composta por moléculas orgânicas do grupo das Chalconas, previamente estudadas pelo Grupo de Fotônica/IFSC USP. Inicialmente foram analisados os espectros de absorção de dois fótons (A2F), e a PCA evidenciou, a partir do agrupamento das moléculas, a influência da natureza e posição dos substituintes sobre a intensidade e deslocamento das bandas de A2F. Em seguida, os parâmetros fotofísicos das moléculas foram analisados por PCA, permitindo identificar novamente agrupamentos coerentes com as características estruturais e revelar correlações entre variáveis, como momentos de dipolo de transição e comprimento de onda máximo de absorção linear. Apesar das limitações observadas no método, os resultados demonstram a PCA como uma ferramenta exploratória capaz de auxiliar na interpretação de bases de dados extensas e oferecer subsídios iniciais para o desenvolvimento de novos materiais fotônicos.