低聚多面体倍半硅氧烷（POSS）兼具有机材料良好的韧性、透光性，易于加工等特点和无机材料的优异的热稳定性和机械性能，因而广泛的应用于航空航天领域；富勒烯(C₆₀具有三维空间内的离域大π键所表现出的缺电子性而使其具有突出的光电性能；聚甲基丙烯酸甲酯（俗称有机玻璃，PMMA）在低温条件下，具有优异的透光性及机械性能，由于该材料在使用过程容易产生电荷累积和高温条件下各方面的性能出现大幅下降。因此，在很大程度上限制了其应用。本论文采用溶胶-凝胶法，将硅烷偶联剂在甲酸稀溶液的催化下制备了-R基团为氨丙基及环氧基的POSS溶胶；采用相转移氧化法对C₆₀进行表面修饰，在其表面嫁接多个羟基；采用自由基聚合法制备了性能稳定的PMMA。利用FTIR测试表征了反应前后的各物质的化学键、管能团的变化情况。通过亲电取代、环氧基开环、加成的反应使C₆₀（OH）_n表面的羟基与-R基为氨丙基的POSS50和环氧基的POSS60以化学键的方式键合，制备了POSS/C₆₀杂化体系，并将其分散到PMMA中。FTIR测试结果表明POSS与C₆₀（OH）_n是通过化学键的方式键合，而不是简单的物理分散；SEM照片可知， POSS/C₆₀（OH）_n杂化体系可以形成均匀、连续的膜材料，而C₆₀（OH）_n/POSS改性的PMMA没有出现明显的相分离现象，膜层表面均匀。本文针对POSS杂化体系可以形成POSS/C₆₀（OH）_n杂化体系改性PMMA的抗静电性、热稳定性、纳米力学以及光学性能进行了系统的研究。分析结果表明经过10%的杂化C₆₀（OH）_n（1.5%）/POSS掺杂后，PMMA复合膜的表面电阻由10¹⁵Ω/m²下降至108Ω/m²，玻璃化温度由75℃提高至300℃以上，复合膜的硬度达到2.13GPa，与基体的结合强度超过0.49mN；材料表面摩擦系数为0.14，模量为0.64Gpa，使其在具有良好力学性能的同时也具备了自清洁的性能；POSS/C₆₀（OH）_n杂化体系掺杂在不影响PMMA的可见光吸收情况下，赋予了其良好的紫外吸收性能，使其在抗激光打击领域具有广泛的应用前景。