La tecnología de extracción/dispersión ultrasónica se basa fundamentalmente en las fuerzas físicas extremas generadas por el efecto de cavitación ultrasónica para separar agregados de grafeno y estabilizarlos dentro de un disolvente o matriz específica.Este método es ampliamente reconocido como un medio eficaz para preparar dispersiones de grafeno de alta calidad y de bajo defecto.

Cuando el ultrasonido de alta intensidad (típicamente a frecuencias de 20-40 kHz) se propaga a través de un medio líquido, genera ciclos alternos de alta y baja presión. Durante el ciclo de baja presión, los núcleos de gas microscópicos dentro del líquido forman burbujas minusculas (burbujas de cavitación). En el siguiente ciclo de alta presión, estas burbujas de cavitación se someten a una rápida compresión y colapso en un período extremadamente corto (del orden de microsegundos), liberando inmensa energía. Los microchorros y ondas de choque resultantes generan fuerzas de cizallamiento poderosas, que actúan como innumerables 'tijeras microscópicas' que impactan violentamente y exfolian las capas de grafito. Este proceso supera efectivamente las fuerzas de van der Waals entre las capas de grafeno, logrando tanto la exfoliación del grafito como la desaglomeración de agregados de grafeno.