Graphen ist als eine der Kohlenstoffsorten (andere Kohlenstoffsorten sind Diamant oder Graphit) eine flache, einschichtige Struktur, die aus Kohlenstoffatomen besteht, die in Sechsecken miteinander verbunden sind. Es reagiert sehr leicht mit anderen Metallen, während sich seine Eigenschaften ändern. Es hat eine Dicke von einem Atom und wird vereinfacht als zweidimensionale Struktur bezeichnet. Aufgrund der Instabilität einer solchen Beschichtung haben haltbarere Graphenderivate wie Graphenoxid oder reduziertes Graphenoxid in der Wissenschaft Bedeutung gefunden. In dieser Form hat es die Eigenschaften von Nanopartikeln.

Graphenoxid ist eine einzelne Schicht aus Graphitoxid, das wie Graphen aus hexagonal angeordneten Kohlenstoffwabenringen besteht. Im Gegensatz zu Graphen ist GO eine Struktur mit einem hohen Gehalt an Strukturdefekten und funktionellen Sauerstoffgruppen, die bei der Oxidation von Graphit gebildet werden und die ermöglichen, seine Eigenschaften für eine bestimmte Anwendung zu ändern. Eine einzelne GO-Schicht ist eine zweidimensionale Struktur, während aus mehreren GO-Schichten erzeugte Gele dreidimensionale Strukturen sind.

Untersuchungen, die im Bioingenieurwesenszentrum der Technischen Militarakademie durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass Graphenoxid unter anderem antibakteriell wirkt. Die Ergebnisse dieser Studien wurden in anderen wissenschaftlichen Zentren im In- und Ausland bestätigt. 

Graphen weist eine Reihe von Eigenschaften auf, d. h. Leitfähigkeit, Transparenz, mechanische Festigkeit und Flexibilität, zweidimensionale Struktur, außergewöhnliche elektronische Eigenschaften, die in einer solchen Kombination in keinem anderen Material zu finden sind.