Ten artykuł przeczytasz w 3 minuty.
Jeśli czytasz ten tekst, to tak jak większość ludzi na świecie korzystasz ze smartfona, tabletu lub komputera. Nie byłoby tych wszystkich wynalazków, gdyby nie odkrycie przez Jana Czochralskiego – polskiego chemika i metaloznawcę – sposobu na wyhodowanie kryształów metali i półprzewodników niezbędnych do wytwarzania nowoczesnych mikroczipów. Mówi się, że dzięki temu odkryciu Czochralski do tej pory jest najczęściej cytowanym polskim naukowcem, choć jego działalność miała charakter nie tylko naukowy, ale też kulturalno-artystyczny.
Burzliwe życie młodego geniusza
Urodzony w 1885 r. w Kcyni pod zaborem pruskim w rodzinie o tradycji stolarskiej Czochralski musiał przejść wyboistą drogę, by stać się uznanym naukowcem. Już jako nastolatek w piwnicy domu rodzinnego przeprowadzał eksperymenty chemiczne, co w końcu spotkało się z protestem jego ojca.
Szesnastoletni Jan postanowił, że wyprowadzi się z domu, i tak też zrobił – najpierw zdobył pracę w aptece jeszcze w Krotoszynie, a później w Berlinie, gdzie miał okazję kontynuować swoje eksperymenty. Dzięki temu wyrobił sobie czuły zmysł badawczy, który wykorzystywał w dorosłości zarówno do analizy jakości materiałów w dużej firmie elektrycznej, jak i do rozwoju dziedziny wiedzy, jaką jest krystalografia metali. Szybko otrzymał tytuł inżyniera chemika i awansował na stanowisko kierownicze.
Metoda Czochralskiego…
…została odkryta w 1916 r. przypadkowo, być może przez roztargnienie młodego naukowca. Zamiast w kałamarzu z atramentem, zanurzył pióro w tyglu z gorącą cyną, dzięki czemu zaobserwował tworzenie się cienkiej nitki monokryształu metalu na końcu stalówki. Wywnioskował, że dzięki tej metodzie będzie można efektywnie mierzyć szybkość krystalizacji materiału.
Metoda ta była niezbędna do rozpoczęcia masowej produkcji układów scalonych, bez których nie byłoby większości powszechnych obecnie urządzeń elektronicznych, choć została doceniona dopiero po śmierci Czochralskiego. Trudno sobie wyobrazić, jak inaczej mogłoby wyglądać społeczeństwo, gdyby nie to odkrycie – w końcu wiele kluczowych obszarów działalności ludzi opiera się teraz na technologiach wykorzystujących mikroczipy.
Oczywiście obecnie mamy już bardziej efektywne metody wytwarzania monokryształów niż stalówka i tygiel – teraz posługujemy się specjalnymi piecami. Metalowa „nić” jest delikatnie wyciągana z płynnego metalu przy użyciu wirującego pręta składającego się po części z kryształu krzemu. Ten kryształ staje się fundamentem – zaczynają go pokrywać nowe kryształowe warstwy, tworzy się uporządkowana struktura idealna do zastosowania w mikroskopijnych układach elektronicznych.
Gdy naukowiec odkrył tę metodę, był w stanie wytworzyć monokryształy o długości do 15 centymetrów i średnicy 1 milimetra. Teraz umiemy osiągać kilkudziesięciokrotną długość i wagę aż kilkuset kilogramów!
Ale to nie wszystko!
Odkrycie metody, która została później nazwana jego nazwiskiem, nie było jednak jedynym osiągnięciem Czochralskiego, stworzył on m.in. własny radiomikroskop, uznawany za prototypową wersję skaningowych mikroskopów analizujących, za które ich twórcy, Gerd Binnig i Heinrich Rohrer, otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.
Odkrył również i opatentował bezcynowy ołowiowy stop łożyskowy zwany metalem B (od niemieckiego Bahn, czyli „kolej”), który znacząco przyczynił się do usprawnienia transportu kolejowego. Prace nad tym stopem trwały kilkanaście lat – tyle czasu zajęło wypracowanie balansu pomiędzy miękkością potrzebną do smarowania osi wagonu a twardością odpowiedzialną za wytrzymałość metalowych elementów.
Trudy dalszego życia
W 1928 r. na prośbę ówczesnego prezydenta Ignacego Mościckiego Czochralski powrócił z rodziną do Polski, gdzie udało mu się objąć profesurę na Politechnice Warszawskiej… i gdzie został oskarżony o działanie na niekorzyść państwa. Według nieoficjalnej wersji to nie namowa prezydenta, a ujawnienie Czochralskiego jako agenta polskiego wywiadu było przyczyną jego powrotu do kraju. Jednak został oskarżony przez współpracownika w publikacji prasowej o coś przeciwnego – bycie duchowo bardziej Niemcem niż Polakiem.
Choć w trakcie II wojny światowej współpracował z Armią Krajową, wytyczono mu proces o kolaborację z okupantem. Argumentowano, że Czochralski wykonywał prace dla Niemców w kierowanym przez siebie zakładzie. Pomimo braku dowodów winy został wydalony z uczelni, w wyniku czego wrócił do rodzinnej miejscowości, gdzie otworzył Zakłady Chemiczne BION, produkujące chemię gospodarczą i drogeryjną.
Dopiero po latach odnaleziono archiwalne dokumenty bezsprzecznie ukazujące związek Czochralskiego z polskim ruchem oporu. Oprócz tego Chochralski sponsorował stypendia, gościł artystów i pisarzy, oferował wsparcie ludziom kultury w trudnej sytuacji życiowej, a także ukrywał w domu obrazy ze zbiorów muzealnych przed nazistami. Sam również próbował swoich sił w roli poety.
Jan Czochralski zmarł w Poznaniu w 1953 r. po ataku serca. Jego nazwisko zrehabilitowano dopiero w 2011 r. decyzją Senatu Politechniki Warszawskiej, a już dwa lata później obchodziliśmy Rok Jana Czochralskiego.
Postać profesora Czochralskiego, choć do niedawna dość enigmatyczna, powoli jest coraz bardziej w Polsce rozpoznawalna. Warto wiedzieć, kim był rodzimy badacz, którego odkrycia znacząco wpłynęły na rozwój nowoczesnych technologii i transportu kolejowego.