O presente trabalho possui como principal diretriz o desenvolvimento de um estudo sistemático, robusto e aprofundado dos nanomateriais 2D da família do grafeno (óxido de grafeno-GO, GO funcionalizado com ácido cloroacético -GO-COOH, fluorografeno sintetizado a partir do GO-COOH -FG1, e o fluorografeno sintetizado diretamente do GO -FG2. O GO foi sintetizado pelo método de Hummers modificado, sendo posteriormente funcionalizado covalentemente com ácido cloroacético obtendo o GO-COOH. O GO-COOH foi fluoro-funcionalizado através da reação de Hunsdiecker para a obtenção do fluorografeno (FG1). Considerando práticas mais ecológica e economicamente amigáveis, uma nova rota sintética foi proposta para fluoro-funcionalização através da reação de Hunsdiecker a partir do GO (FG2), eliminando-se assim uma etapa no procedimento. Visando confirmar a síntese destes nanomateriais e identificar as alterações físico-químicas sofridas, os mesmos foram investigados através das técnicas de FTIR, Raman, DRX, TGA, UV-Vis, MEV, TEM, AFM e RMN do estado sólido de 13 C e 19 F. As nanobiointerações destes nanomateriais foram mensuradas através de estudos da sua exposição a proteínas do plasma humano (avaliação da formação da protein corona) e hemácias (ensaios hemolíticos), sendo este último, utilizado para estimar a toxicidade e biocompatibilidade. Observou-se que o processo de liofilização do GO O GO liofilizado (GO-LP) diminuiu a concentração dos grupos de oxigênio em sua superfície e produziu uma macroestrutura 3D porosa no estado sólido. Por outro lado, a secagem à vácuo do GO a temperatura ambiente (GO-VD) produziu um nanomaterial com uma macroestrutura no estado sólido similar a um filme com maior grau de grupos funcionais oxigenados do que o GO-LP. O GO-VD apresentou propriedades físico-químicas similares ao GO-Disp e o GO-LP propriedades mais distintas, tais como, grau de oxigenação e cor. Além disso, o GO-LP adsorveu uma menor quantidade de proteínas e apresentou um menor efeito hemolítico (menor nanotoxicidade) quando comparado ao GO-VD e GO-Disp. Tais resultados impactam diretamente nas aplicações biomédicas destes nanomateriais de forma segura. Além disso, o novo procedimento para fluoro-funcionalização através da reação de Hunsdiecker a partir do GO (FG2), eliminando assim uma etapa no procedimento, se mostrou eficiente. Tal funcionalização alterou as propriedades físico-químicas dos nanomateriais obtidos em relação ao GO de origem, sugerindo o sucesso na sua fluorofuncionalização. O presente projeto está sendo desenvolvido utilizando conceitos da Química de Materiais, Nanotecnologia e Nanotoxicologia.