Технология ультразвуковой экстракции / дисперсии в основном полагается на экстремальные физические силы, генерируемые ультразвуковым эффектом кавитации, чтобы отделить агрегаты графена и стабилизировать их в конкретном растворителе или матрице. Этот метод широко признан как эффективное средство подготовки высококачественных дисперсий графена с низким дефектом.

Когда высокоинтенсивный ультразвук (обычно на частотах 20-40 кГц) распространяется через жидкую среду, он генерирует переменные циклы высокого и низкого давления. Во время цикла низкого давления микроскопические ядра газа внутри жидкости образуют мелкие пузырьки (кавитационные пузырьки). В последующем цикле высокого давления эти кавитационные пузыри подвергаются быстрому сжатию и коллапсу в течение крайне короткого периода времени (порядка микросекунд), высвобождая огромную энергию. Этот процесс эффективно преодолевает силы ван дер Ваалса между слоями графена, достигая как эксфолиации графита, так и деагломерации агрегатов графена.