Os asfaltenos são misturas complexas de compostos orgânicos de alta massa molecular, contendo anéis poliaromáticos juntamente com cadeias alifáticas laterais longas e curtas e vários grupos funcionais com heteroátomos (S, N, O). Os asfaltenos são encontrados tanto no petróleo bruto quanto nos subprodutos da refinação do petróleo, como o coque e resíduo de vácuo. Sendo a fração mais pesada e complexa do petróleo bruto, o asfalteno tende a precipitar da solução e formar depósitos que ocasionam numerosos problemas operacionais dentre os quais a obstrução de reservatórios, entupimento de poços e oleodutos, dificuldades de separação e incrustação, assim como desativação/envenenamento do catalisador e poluição ambiental durante o processamento. Portanto, os asfaltenos representam um grande desafio para a indústria petrolífera provocando sérios problemas operacionais. Neste contexto, nesta Tese reportamos a caracterização físico-química detalhada de diferentes amostras de asfaltenos provenientes Formação Pirambóia localizada na Bacia do Paraná, Brasil. Além disso, reportamos a potencial aplicação de asfalteno combinado com a imida aromática 1,4,5,8-N,N′-bis(4 carboxifenil)- (NDI) como um semicondutor orgânico por meio da obtenção de um sistema híbrido asfatenoCNDI. Nossos resultados revelaram variações significativas na composição química dos asfaltenos, com altos teores de carbono e baixas proporções de hidrogênio, sugerindo um caráter altamente aromático. Os asfaltenos analisados apresentaram estrutura molecular tipo continental com massa molecular média entre 733 Da e 790 Da e valores de band gaps que indicam absorção de luz na região do visível. Além disso, reportamos a síntese de um filme de asfalteno combinado com CNDI para avaliar seu desempenho em dispositivos optoeletrônicos. O filme híbrido exibiu band gap de 3,05 eV, valor que confirma suas características semicondutoras, tornando-o adequado para aplicações como dispositivo optoeletrônico. Além disso, o filme produzido a partir da combinação de asfalteno com CNDI demonstrou excelente estabilidade estrutural e modificações nas propriedades de absorção de luz visível, características com potencial para a melhoria da eficiência de células solares e outros dispositivos eletrônicos. As análises reportadas aqui demonstraram que o filme híbrido construído apresenta características superiores, como uniformidade, estabilidade e alta resistência à degradação e a elevadas temperaturas. Esses estudos abrem caminho para o uso de asfaltenos combinado com imidas aromáticas em dispositivos semicondutores orgânicos de baixo custo, resistentes e flexíveis.