Tato disertační práce se zabývá přípravou na míru vysoce funkcionalizovaného derivátu grafenu pro ukotvení atomů kovů. První část výzkumu, shrnutého v této disertační práci, se zaměřuje na syntézu kovalentně funkcionalizovaného derivátu grafenu s hustým pokrytím kyanidových skupin (CN) na jeho povrchu, které slouží jako pasti pro zachycení atomů stříbra. Takto silné ukotvení atomů stříbra pak umožňuje přípravu drobných homogenních nanočástic stříbra pevně imobilizovaných na povrchu grafenové matrice, které slouží jako velmi účinný antibakteriální hybrid proti bakteriím odolným nejen vůči antibiotikům, ale i vůči kmenům rezistentním vůči nanočásticím stříbra. Druhá část disertační práce se zabývá přípravou derivátu grafenu, který je schopen na svém povrchu vázat atomy kadmia a olova. Takto připravený materiál slouží jako nano-sorbent s vysokou adsorpční kapacitou a zároveň díky svým fluorescenčním vlastnostem umožňuje monitorování pitné vody pomocí PL detekce v sub-nanomolární koncentraci.This dissertation deals with the preparation of highly functionalized graphene derivatives, tailored for the attachment of metal atoms. The first part of the research, summarized in this dissertation, focuses on synthesizing a covalently functionalized graphene derivative with dense coverage of cyanide groups (CN) on its surface, which act as traps to anchor the silver atoms. Such strong anchoring of the silver atoms then allows the controlled and homogenous growth of ultra-small silver nanoparticles, firmly immobilized on the surface of the graphene matrix. This hybrid eventually served as a very effective antibacterial agent even against bacteria resistant not only to antibiotics but also to silver nanoparticles. The second part of the dissertation deals with the preparation of a graphene derivative that is able to bind selectively cadmium and lead atoms on its surface. This hybrid serves as a nano-sorbent with high sorption capacity and, at the same time, due to its fluorescence properties, allows the monitoring of drinking water by PL detection in sub-nanomolar concentration.