本书首先阐明与高聚物材料相关的电子显微术特殊问题，随后扼要叙述与电镜成像原理和图像解析相关的基本概念。主要篇幅用于阐述适用于聚合物材料的透射电子显微术和扫描电子显微术，包括各种图像衬度机理、试样制备技术以及与图像和谱图解析相关的问题。

本书全面阐述了复合材料的界面行为，主要包含两部分内容：第一部分介绍了界面的基本概念、界面在复合材料增强和增韧中的作用、界面的微观结构及其表征方法；第二部分主要涉及界面微观力学，阐述了几种重要复合材料在外负载下的界面行为，包括传统实验方法和近年来快速发展起来的拉曼光谱方法的详尽技术、数据处理程序和最终结果。

本书首先对石墨烯的结构、制备和性质，以及石墨烯的氧化和功能化改性技术进行了介绍，重点对介绍石墨烯/聚合物纳米复合材料、石墨烯/陶瓷复合材料、石墨烯金属纳米复合材料的制备技术、性能表征、物理性质以及应用等进行了系统论述。

本书首先简介碳的各种同素异形体的分类、结构和性质。随后是本书的主要内容，阐述各类纳米碳，主要包括石墨烯、富勒烯、碳纳米管和碳量子点的结构、性质、表征、制备方法和应用。本书对每种纳米碳材料的结构和主要性能都详细阐述相应的表征方法，举以实例，为读者提供有效的研究建议。书中列出大量参考文献，可供读者作延伸阅读。

本书阐述了原子力显微术的成像基本原理、针尖-表面相互作用过程、仪器学，以及操作模式和成像模式、图像伪迹和测量误差等主要实验技术，着重介绍了这一最近发展起来的材料分析方法在合成聚合物和生物材料研究中的应用，涉及从分子原子到微米尺度的结构分析和材料表面微观尺度的力学和物理性质。