گرافن اکسید نوعی فرم اکسید شده گرافن است که با گروههای حاوی اکسیژن پوشانده می شود.این ماده ، که بسته به کاربرد، ویژگی های الکترونیکی، مکانیکی، حرارتی و نوری قابل کنترل را ارائه می دهد، یک نامزد امیدوار کننده برای تعداد زیادی از دستگاه ها با تکنولوژی نانو است.فیلم های اکسید گرافن را می توان اساساً روی هر لایه ای رسوب داد و بعداً به یک رسانا تبدیل کرد. به همین دلیل است که اکسید گرافن مخصوصاً برای استفاده در تولید فیلم های رسانای شفاف مناسب است، مانند آن هایی که برای الکترونیک انعطاف پذیر، سلولهای خورشیدی، حسگرهای شیمیایی و غیره استفاده می شود. اکسید گرافن حتی به عنوان جایگزینی اکسید قلع (ITO) در باتری ها و صفحه های لمسی مورد مطالعه قرار می گیرد.
این ماده به راحتی می تواند با پلیمرهای مختلف و مواد دیگر مخلوط شود و خصوصیات مواد کامپوزیتی مانند مقاومت در برابر کشش، کشش، رسانایی و غیره را افزایش دهد. پوسته های گرافن اکسید به صورت جامد به یکدیگر متصل می شوند و ساختارهای مسطح نازک و پایداری ایجاد می کنند که قابلیت جمع شدن، چروک شدن و کشش دارند. از این ساختارهای اکسید گرافن می توان برای کاربردهایی مانند ذخیره هیدروژن، هادی های یونی و غشاهای نانوفیلتراسیون استفاده کرد. این ماده فلورسنت است، که آن را به ویژه برای کاربردهای مختلف پزشکی مناسب می کند. سنجش زیستی و تشخیص بیماری، حامل های دارویی و مواد ضد باکتری فقط برخی از امکاناتی است که این ماده برای رشته پزشکی فراهم کرده است.
یکی دیگر از مزایای این ماده این است که می توان با استفاده از روش های شیمیایی، حرارتی یا الکتروشیمیایی آن را به گرافن تقلیل داد. ماده تولید شده این ماده کاهش یافته (احیاشده) نامیده می شود. این ماده کاهش یافته یکی از بارزترین راه حل هایی است که درصورت نیاز به مقدار زیادی گرافن برای کاربردهای صنعتی مانند ذخیره انرژی مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین روند کاهش (احیا) بسیار حیاتی است، زیرا تأثیر زیادی بر کیفیت این ماده کاهش یافته تولید شده دارد. این ماده از ابزارهای حساس در برابر آسیب های ناشی از لیزر محافظت می کند.در نمک زدایی آب این ماده می تواند تاثیر گذار باشد.این ماده یون های رادیواکتیو را در آب جذب می کند.به عنوان بخشی از مبارزه جهانی با بیماری همه گیر COVID-19، محققان به نوآوری و تحقیق در مورد پیشرفت های فن آوری محافظت شخصی مانند فناوری نانو برای ماسک های ایمن ادامه می دهند.