Materialforskare vid UNSW Sydney har kommit fram till en blyfri mässingslegering för att ersätta traditionella VVS-mässingsmaterial som har visat sig läcka bly till dricksvatten.

Den banbrytande legeringen, som gruppen har döpt till "bright brass", har utformats för att behålla alla fördelar som bly ger mässing för dess tillverkning men utan toxicitet.

Dr. Kevin Laws från UNSW School of Materials Science and Engineering säger att han och hans forskargrupp hade utvecklat ett "högentropi"-legeringssystem som mycket liknar mässing och brons 2014. Och med den växande oron över att bly från mässingsbeslag löses upp i hushållsdricksvatten, forskarna riktade sin uppmärksamhet mot att skapa en blyfri mässingslegering.

"Att utveckla ett hållbart alternativ till vanliga VVS-armaturer och hårdvara blev en hög prioritet, särskilt när det blev känt hur utbredd blyförorening i New South Wales dricksvatten är – med rapporter om att 56 procent av hushållen i NSW är förorenade, " sa Dr Laws.

"Det här är inte bara ett problem för den australiensiska hälsan utan även landets IQ som bly har en inverkan på intelligens."

En studie från Macquarie University från 2016 som testade prover av dricksvatten extrapolerade att 56 procent av australiensiska hushåll har dricksvatten som innehåller bly, medan åtta procent överskred gränsen på 10 mikrogram per liter som anges i de australiensiska riktlinjerna för dricksvatten.

Lågnivå blyförgiftning har förknippats med minskningar av IQ, dålig uppmärksamhet och aggressivt beteende bland barn.

UNSW-forskarna, som skapade ett företag som heter Advanced Alloy Holdings för att kommersialisera sitt legeringssystem, behövs för att hitta en ersättning för bly i mässingsbeslag utan att förlora sina främsta fördelar. Ända tills nu, bly har spelat en viktig roll i hur mässings VVS-delar tillverkas.

"Blyet bildar små kulor, som olja i vatten, som kan ses under mikroskopet, " sa Dr Laws.

"Dessa kulor ger smörjning, precis som bly i blyhaltig bensin, som hjälper till med "fri bearbetning" och tillhörande tillverkningsprocesser, samt att hjälpa mässingen att täta en gång i tjänst."

I syfte att utveckla blyfri mässing med liknande smörjande partiklar, Advanced Alloy Holdings försågs med en $15, 000 Techvoucher-bidrag från NSW-regeringens Boosting Business Innovation Program för att genomföra ett forskningsprojekt med UNSW. Dr Warren McKenzie, VD för Advanced Alloy Holdings, sade att projektet var en fungerande framgång.

"Inom några månader, UNSW-teamet levererade en legering som kan tillverkas av befintliga tillverkare för att lösa ett vattenföroreningsproblem som har påverkat australiensare i mer än ett sekel, " sa Dr McKenzie.

Nyckeln till upptäckten var att de nya partiklarna som skulle ersätta bly – fortfarande under omslag av teamet medan de slutliga produkterna utvecklas – uppfyller alla dessa kriterier.

"Detta projekt har varit framgångsrikt och uppnått ett proof-of-concept tack vare stödet från Boost-programmet, " sa Dr Laws.

"Vi har framgångsrikt gjutit ljus mässing som inkluderar kassaskåp, smörjande partiklar som bildas när legeringen svalnar efter gjutning. Våra nya legeringar är silverfärgade för att möjliggöra bättre identifiering för dessa blyfria applikationer. De är kostnadskonkurrenskraftiga och fungerar mekaniskt på liknande sätt, om inte bättre, än blyad mässing."

NSWs vice premiärminister och minister för småföretag John Barilaro sa att projektet var ett exempel på hur NSW-regeringens 18 miljoner dollar Boosting Business Innovation Program förde stora affärs- och akademiska hjärnor samman för att skapa nya produkter och idéer.

"Det handlar om att entreprenörer utnyttjar förstklassig forskning från universitetssektorn, " sa Mr Barilaro.

"Som regering vill vi göra allt vi kan för att skapa den rätta miljön för människor att ha förtroende för att lansera en affärsidé, och sedan få det stöd de behöver för att se till att det lyckas.

"Jag ser fram emot att se det potentiella bidrag som denna produkt kan ge för att förbättra livet för människor som bor i NSW, " han sa.

Dr Laws säger att det sista steget i projektet är att slutföra bearbetnings- och tillverkningsförsök för att se exakt hur mycket bättre de presterar.

Han säger att sådan är omfattningen av blyhaltig mässing i australiensiska VVS-system, att byte till säkrare komponenter blir en lång och långsam process.

"Det finns ingen lagstiftning i Australien som förbjuder användningen av bly i mässingsbeslag, med standarder som tillåter upp till 4,5 procent blyhalt i mässingslegeringar som används i VVS, medan USA och Kanada begränsar dess sammansättning till 0,25 procent, cirka 18 gånger mindre, " sa Dr Laws.

"Lösningen är inte bara att byta ut kranar, men hela det åldrande VVS-nätverket som leder till ditt hem. Ny lagstiftning kommer bara att förhindra att extra bly läggs till nätverket eller när infrastrukturen för stadsvatten uppgraderas till blyfri."

Dr Laws tror att de ljusa mässingsprodukterna kan vara tillgängliga om ett år när FoU-processen är klar. Redan, företaget har kontaktats av andra som med intresse tittar på det blyfria VVS-utrymmet.