Graphenoxid ist oxidiertes Graphen mit hohem Gehalt an Sauerstofffunktionalitäten wie Epoxid-, Hydroxyl- und Carboxylgruppen. Diese Störungen zerstören die perfekte sp2-Konjugation, erhöhen jedoch Hydrophilie, chemische Reaktivität und Dispergierbarkeit. In der Werkstoffwissenschaft dient Graphenoxid als Vorstufe für reduziertes Graphen, als Verstärkungsphase in Nanokompositen sowie als aktive Komponente in Membranen und Elektroden.