全息数据存储技术可以将二维数据页存储到三维介质当中，是实现快速高密度数据存储的前沿技术。但是，光致聚合物全息存储材料感光敏感度不足，极大限制了全息数据存储技术的推广应用。本研究通过自由基聚合和高分子枝接技术，把八甲基丙烯酰氧基聚倍半硅氧烷(Ma-POSS)引入到菲醌掺杂聚甲基丙烯酸甲酯(PQ/PMMA)光聚合物当中，制备了星型高分子光致聚合物POSS-PMMA/PQ。研究发现星型高分子POSS-PMMA可以显著提高PQ/PMMA光致聚合物的感光灵敏度（~ 5.5 倍）和衍射效率（~ 50%）。分析表明，POSS支链上大量残余的C=C键更容易与PQ发生反应以显著提升POSS-PMMA/PQ的光反应效率。并且，具有增塑剂作用的星型聚合物POSS-PMMA使材料结构更加松散，有利于光引发剂PQ的扩散形成光栅。同时，POSS材料的笼型Si-O-Si核心具有较好的结构强度，可以显著降低材料的光致收缩（~ 4倍）。该材料已经在同轴全息存储系统上得到验证，可以实现较低误码率（BER）和较高信噪比（SNR）的数据存储。
研究成果以“Highly Sensitive Photopolymer for Holographic Data Storage Containing Methacryl Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane”发表在国际权威期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》，福建师范大学为第一单位，光电与信息工程学院博士研究生胡坡为第一作者，谭小地教授为通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划重点专项和福建省重大专项专题项目等项目的资助。
星型高分子光致聚合物POSS-PMMA/PQ的反应机理图
论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c04011