Grafen oksit (GO) iki boyutlu bir malzemedir. Sp 2 C bazal düzlemini süsleyen O fonksiyonel grupları ile grafenin oksitlenmiş formudur .
Oksijen fonksiyonel gruplarının varlığından dolayı, grafen oksit de hidrofiliktir ve hidrofobik olan grafenin aksine su çözeltisinde dağılabilir. Dolayısıyla, grafen oksidin bu özelliği, elektriksel ve mekanik özelliklerini geliştirmeye çalışırken malzemeyi seramik veya polimer matrislerle karıştırırken çok önemlidir.
Grafen oksit parçacıklarının boyutu da ayarlanabilir ve birkaç nm’den mm’ye kadar değişebilir. Hem kimyasal bileşiminin hem de parçacık boyutunun ayarlanabilirliği, grafen oksidi birçok alanda çekici bir malzeme haline getirir: elektronik (sensörler ve şeffaf iletken filmler), kompozit malzemeler, temiz enerji cihazları, biyoloji ve tıp.
Grafen oksit, son derece yüksek bir yüzey alanına sahiptir; bu nedenle, bu malzemelerin pillerde ve çift katmanlı kapasitörlerde, yakıt hücrelerinde ve güneş pillerinde elektrot malzemesi olarak kullanıldığı düşünülmektedir.
Grafen oksit, biyosensör olarak kullanılabilir. Grafen oksit floresan bir malzeme olduğu için, biyoalgılama uygulamalarında, erken hastalık tespiti için ve hatta kanser için çareler bulmaya ve biyolojik olarak ilgili molekülleri tespit etmeye yardımcı olmak için kullanılabilir. Grafen oksit, daha iyi teşhis vaadiyle DNA ve proteinlerin tespiti için floresan bazlı biyosensörlerde başarıyla kullanılmıştır.
Grafen oksit ayrıca biyomedikal alanda, özellikle ilaç dağıtım sistemlerinde kullanılır. Grafen oksit, sağlıklı hücreleri değil, yalnızca tümörleri hedef aldığından ve düşük toksisiteye sahip olduğundan, muhtemelen diğer birçok antikanser ilaçtan daha üstündür.
Kaplama teknolojisinde grafen oksit de kullanılabilir. Çok katmanlı grafen oksit filmler optik olarak şeffaftır ve kuru koşullar altında geçirimsizdir. Suya (veya su buharına) maruz kaldıklarında, belirli bir boyuttan daha küçük moleküllerin geçişine izin verirler. Böyle bir grafen “boya” ile kaplanmış cam eşyalar veya bakır levhalar, aşındırıcı asitler için kaplar olarak kullanılabilir. Grafen kaplı plastik filmler, raf ömrünü uzatmak için tıbbi ambalajlarda kullanılabilir.
Grafen oksit, birçok polimerle kolayca karışarak nanokompozitler oluşturur ve orijinal polimerin elastik modülü, gerilme mukavemeti, elektriksel iletkenlik ve termal stabilite dahil özelliklerini büyük ölçüde geliştirir . Katı haliyle, grafen oksit pulları birbirine yapışarak katlanabilen, kırışabilen ve gerilebilen ince ve son derece stabil kağıt benzeri yapılar oluşturmaya eğilimlidir. Bu tür serbest duran grafen oksit filmleri, hidrojen depolama uygulamaları, iyon iletkenleri ve nanofiltrasyon membranları dahil uygulamalar için dikkate alınır.