巴西圣保罗联邦大学（IFSC/USP）与西班牙罗维拉·伊·维尔吉利大学的研究团队在2025年成功开发出一款新型柔性传感器，继此前检测二氧化氮（NO2）的技术突破后，此次攻关重点转向空气中臭氧（O3）的高效与稳定检测。该成果已发表于国际知名期刊《Chemosensors》，标志着环境传感材料领域的重要进展。巴西作为南美洲工业与农业大国，近年来对空气质量监测的需求日益增长，此类高精度传感器的研发对当地应对光化学烟雾污染具有现实意义。
该研究由IFSC/USP的Valmor Roberto Mastelaro教授领衔。他指出，高空臭氧虽能阻挡紫外线，但近地面高浓度臭氧属于有害污染物，长期暴露会引发眼部及呼吸道刺激，并加重肺部疾病。因此，能够精准捕捉微量臭氧的监测设备，对于城市与工业区的空气质量管控至关重要。巴西圣保罗州作为该国工业中心，常年面临臭氧超标挑战，对高灵敏度传感器的需求尤为迫切。
研究团队创新性地构建了由还原氧化石墨烯（rGO）与氧化锌（ZnO）纳米材料交替堆叠而成的“三明治”结构。这种特殊设计将最敏感的rGO层夹在ZnO层之间，形成物理屏障，有效阻隔了臭氧对rGO的直接攻击。传统rGO基传感器在检测臭氧时，常因发生“臭氧解”反应（即臭氧破坏有机分子双键）而导致材料迅速氧化降解，寿命极短。新结构成功解决了这一行业痛点，显著提升了传感器的耐用性。
实验数据显示，该新型传感器不仅对极低浓度的臭氧具有卓越的检测能力，还展现出优异的抗干扰性，能够清晰区分臭氧与一氧化碳、氨气及二氧化氮等常见污染物。在长期测试中，设备未出现任何性能衰减或材料降解迹象，证明了其制造工艺在提升设备寿命方面的巨大潜力。这种稳定性对于部署在恶劣工业环境或长期运行的监测站尤为重要。
该技术的突破为环境监测系统提供了更精准的硬件基础。未来，此类传感器可广泛应用于空气质量监测站、工业园区实时监控系统，甚至集成到便携式个人检测设备中。研究团队还指出，这一“三明治”策略为开发更多基于金属氧化物与rGO的复合传感器开辟了新路径，有望推动气体检测技术向更高灵敏度、更高可靠性及更低成本的方向发展。
Valmor Mastelaro教授强调，基于ZnO-rGO-ZnO结构的传感器设计，正是为了规避rGO在臭氧环境下的氧化降解问题。据其统计，此前全球仅有三款基于rGO-ZnO的臭氧传感器被报道，其中两款即出自该团队，而新方法彻底打破了臭氧解反应的限制。随着FAPESP（圣保罗研究基金会）的资金支持，该成果已具备产业化转化潜力。对于中国传感器企业而言，这种通过纳米结构工程解决材料本征缺陷的思路极具参考价值，尤其在应对复杂工业气体检测场景时，可借鉴其“以结构换性能”的设计哲学，加速国产高精度环境传感器的技术迭代与市场推广。