介绍纳米材料自上而下与自下而上的制备思路，以及 SEM/TEM、XRD、比表面积等常用表征手段。
介绍碳纳米管与石墨烯的结构特点、制备方法（CVD、机械剥离）及其在电子、储能与复合增强中的前沿应用。
介绍纳米材料（1–100 nm）的表面效应、小尺寸效应与量子尺寸效应，及其带来的独特物理化学性质。
介绍金属基与陶瓷基复合材料的特性，包括铝基/钛基 MMC 与 SiC 纤维增韧 CMC，及其在航天与发动机热端部件的应用。
介绍碳纤维增强复合材料的高比强度特性，及其在航空航天、风电叶片与体育器材中的应用和主流成型工艺。
介绍复合材料的基本概念，包括聚合物基、金属基、陶瓷基基体，纤维与颗粒增强体，以及界面在性能中的关键作用。
介绍耐火材料（氧化铝、氧化镁质）与石墨在高温工业中的作用，包括冶金炉衬、坩埚与电极等典型应用。
介绍硅酸盐玻璃的基本组成与网络结构，以及钢化安全玻璃、光学玻璃与石英玻璃等特种玻璃的性能和应用。
介绍先进陶瓷的分类，包括高强耐磨的结构陶瓷（氧化铝、氮化硅、碳化硅）与具电、磁、光特性的功能陶瓷，及其典型应用。
介绍碳钢按含碳量的分类、合金元素对钢性能的影响，以及不锈钢、工具钢等典型钢种与热处理工艺。