超声波石墨烯分散系统可以从石墨薄片或颗粒中生产出石墨烯层。其他常见的分散技术（例如球磨机，辊磨机或高剪切混合器）容易受到使用侵蚀性试剂和溶剂的影响。而超声波分散技术能够很好地克服这个问题，高效地制备石墨烯材料。
超声波石墨烯分散系统会使液体中的石墨烯转变为分散状态，即由于超声波振动效应而对固体或流体进行精细或超精细的超声研磨。由于在液体介质中产生的超声场的特殊性，超声分散提供了高度分散的均匀，化学纯净的悬浮液（粒径小于1μm）。
超声制备石墨烯是基于空化效应，因此不会破坏石墨烯内部的量子结构。超声空化通过高功率超声波，可以产生高频振幅。高功率超声可以用于液体的处理，例如混合，乳化，分散和解聚或研磨。当以高强度对液体进行超声处理时，传播到液体介质中的声波会导致交替的高压（压缩）和低压（反射）循环，速率取决于频率。在低压循环中 高强度超声波会在液体中产生小的真空气泡或空隙。当气泡达到无法吸收能量的体积时，它们会在高压循环中剧烈塌陷。这种现象称为空化。
超声波分散设备会将高频振动传递到液体中，这种机械应力的施加能使石墨烯颗粒的团聚分开。在对液体进行超声处理时，传播到液体介质中的声波导致高压（压缩）和低压（反射）循环交替进行。液体中的超声空化会导致高达1000 km / h（约600 mph）的高速液体射流。这种射流在颗粒之间以高压挤压液体并将石墨烯彼此分离。较小的颗粒会随着液体射流而加速并高速碰撞。高速碰撞产生的高强度的冲击波不断作用在石墨体表面，石墨会反射并产生拉应力。当大量的微气泡破裂时，石墨薄片之间的拉伸应力不断增加，石墨烯薄片会逐渐被剥离。
高功率超声系统可以用于石墨烯和氧化石墨烯的剥离，分散和制备。可靠的超声波处理器和*的反应堆可提供石墨烯处理所需的功率，精确的控制的加工条件，从而可以将超声波加工结果精确地调整到所需的加工目标。
