诺沃肖洛夫和海姆在2004年发明了微机械剥离法，即著名的透明胶带法，即用胶带从石墨晶体上分离出石墨烯。在第一次剥离过程中，石墨烯多层被从石墨上分离。为了获得单层、双层或少层石墨烯，需用胶带对石墨烯进行多次分离。最后，将胶带附着于基底，使用丙酮等溶剂溶解去除胶水。

过程：诺沃肖洛夫等首先准备好5μm厚的方形高定向热解石墨（HOPG），大小为2～20mm不等，然后在玻璃基底上用旋转涂布平铺一层1mm厚的光刻胶。接着将高定向热解石墨（HOPG）块叠加在光刻胶层上，经过加热或烘烤，直到高定向热解石墨块黏附于玻璃层上。

随后，使用胶带多次剥离高定向热解石墨样品，由于丙酮能溶解光刻胶，所以可用丙酮分离剩留在光刻胶上的薄片。

硅片[厚度为300nm的二氧化硅（SiO₂）]可用作负载石墨烯的基底。在使用之前，硅片需用水进行彻底的冲洗，然后浸泡于丙醇中清洗并进行超声处理，然后将清洁后的硅片浸泡于溶液中。硅片表面会捕捉石墨烯片，然后将硅片放入丙醇中进行超声处理，去除硅片上附着的石墨烯片。但由于范德华引力和/或毛细作用力，处理之后，有些石墨烯薄片仍会附着在二氧化硅上。(www.daowen.com)

不同科学家根据特定的要求对这一剥离过程进行了多次改进。然而，诺沃肖洛夫等最初进行的实验过程依然是公认的标准程序。这种方法能够成功剥离出单层、双层或数层优质石墨烯。

微机械剥离法量产石墨烯所面临的挑战：虽然通过这种方法得到的石墨烯质量上乘，几乎没有缺陷，但是石墨烯的厚度和大小却难以控制，不同的人制备出的石墨烯的大小差异很大（从几纳米到几微米）。