独立行政机构国立产业技术综合研究所[会长野间口裕]（以下简称“AIST”）
可持续材料研究部[研究部主任 Mamoru Nakamura] 环境响应型功能薄膜研究组 [研究组组长 Kazuki Yoshimura] 首席研究员 Yasusei Yamada 及其同事开发了一种新产品，该产品结合了透明状态下的无色和高可见光透过率
调光镜 使用控光镜的多层窗玻璃与普通透明双层窗玻璃相比，具有减少30%以上冷负荷的效果，其实用化值得期待。然而，迄今为止，日本产业技术研究院开发的由镁和过渡金属合金制成的光致变色镜薄膜材料，在透明时略带黄色、即使无色时可见光透过率也较低等，其光学特性不足以作为建筑物或汽车的窗玻璃实际使用。
新开发的用于光致变色镜的薄膜材料是镁钙合金，我们成功地将其均匀沉积在8厘米×8厘米的玻璃表面上。光致变色镜具有双层玻璃结构，通过将含有低浓度氢气（约4%）的气体引入到玻璃的内部空间而变成透明状态。此外，通过引入含氧气体（约20%），可以使其恢复到镜面状态（图1）。
未来，我们将继续开发提高耐用性的技术和评估使用调光镜的双层玻璃窗节能效果的方法，以期将其作为办公楼的窗户材料投入实际使用。
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图1采用镁钙合金薄膜的光控镜（左：镜面状态，右：透明状态）
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能够自由调节从外部射入的光线的透过率的玻璃称为光致变色玻璃，将其用作建筑物和汽车的窗玻璃预计将具有显着的节能效果。迄今为止，已经开发出各种类型的控光玻璃，并且可以电动调节透光率的电致变色控光玻璃甚至已经商业化。然而，电致变色控光玻璃的缺点是，有色薄膜吸收光线并调制光线，导致薄膜温度升高，导致红外线从薄膜重新辐射到室内，不利于节能。
为了解决这个问题，需要一种光致变色镜，它可以通过反射而不是吸收光来调节光的透射率。 1996年，荷兰的一个研究小组发现，涂有钯的钇或镧薄膜可以通过氢化和脱氢在透明和镜面状态之间切换。然而，由于这种材料资源稀少且含有昂贵的元素，因此一直被认为难以在工业上将其应用于大型窗玻璃。此外，2001年，美国的一个研究小组开发了一种廉价的镁镍合金薄膜光致变色镜，但其光学性能存在问题，例如即使是透明的也呈红棕色。因此，人们强烈希望创造一种高透明且廉价的光致变色镜材料。
产业技术研究所于2002年开始研究开发光致变色镜用薄膜材料，一直致力于改善镁镍合金薄膜的光学特性的研究开发。在此过程中，我们将采用镁镍合金的调光镜薄膜材料应用于窗玻璃，将其安装在实际建筑物中，测量冷负荷，并证明其与普通透明双层玻璃窗玻璃相比具有减少30%以上冷负荷的效果。
使用这种镁镍合金的薄膜材料即使在透明状态下也保持微黄色，并不是无色的，因此我们寻找其他薄膜材料并开发了一种在透明状态下几乎无色的镁钛合金薄膜材料（2006 年 12 月 21 日新闻公告）。然而，存在透明状态下的可见光透过率低于使用镁镍合金的调光镜薄膜的问题，因此我们决定寻找更多的薄膜材料。
这项研究与开发得到了新能源和产业技术综合开发机构2008财年产业技术研究补助金项目“开发用于调光镜的双层玻璃节能效果评估方法，以及生产具有优化光学性能以最大限度地提高节能效果的调光镜。”
在这项研究和开发中，我们发现镁钙合金是一种很有前途的光致变色镜薄膜材料。通过使用这种合金，我们能够实现像镁钛合金薄膜材料一样的无色和像镁镍合金薄膜材料一样的高可见光透过率。
新开发的调光镜薄膜是磁控溅射设备，将金属镁和金属钙同时放置在玻璃板上飞溅气相沉积厚度约50纳米(nm)的镁钙合金薄膜，然后在真空中溅射并气相沉积非常薄的钯层(约4nm)。玻璃上的薄膜在制备时处于银镜状态，但是当暴露于不含氧但含有氢的气氛时它变得透明，并且相反当暴露于不含氢但含有氧的气氛时恢复到镜面状态。使用该镁钙合金的光致变色镜薄膜材料在透明状态下的光学特性为可见光透过率为60%且无着色（图2右）。经证实，与略带黄色调的传统镁镍合金材料或可见光透过率较低的镁钛合金材料相比，该材料具有非常好的光学性能（图2）。
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图2 透明状态光致变色镜薄膜材料对比
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左：镁镍合金（可见光透过率50%）
介质：镁钛合金（可见光透过率30%）
右：镁钙合金（可见光透过率60%）
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我们将继续开发抑制因透明和镜面状态反复切换而导致的性能下降并提高耐用性的技术。除了薄膜材料的研发外，我们还将进行研发，通过实际测量和计算机模拟来估算使用光致变色镜的双层玻璃窗玻璃的节能效果，以便在不久的将来可以将其用作办公楼的窗户材料，以显着降低冷负荷。