#Polscy Wynalazcy: Jan Czochralski – ojciec elektroniki

Laptopy, telefony komórkowe, tablety i inne urządzenia elektroniczne powstają na bazie monokryształów. Mało kto dzisiaj wie, że wynalazcą metody otrzymywania tego materiału był Polak – Jan Czochralski. Człowiek, który zanurzając stalówkę pióra w rozpuszczonej cynie, dokonał przełomowego odkrycia. Poznajcie nietuzinkową historię polskiego wynalazcy.

Historia Jana Czochralskiego zaczyna się w Kcyni, mieście położonym 40 km od Bydgoszczy. Jan przyszedł na świat w 1885 roku w wielodzietnej rodzinie. Od młodzieńczych lat interesowały go chemiczne eksperymenty. Już jako nastolatek rozpoczął pracę w aptece, gdzie mógł prowadzić swoje doświadczenia.

Pewną zagadką jest egzamin maturalny przyszłego wynalazcy. Według jednej z wersji wydarzeń, Czochralski oburzony ocenami przyznanymi mu na egzaminie, miał na oczach nauczyciela podrzeć świadectwo dojrzałości. Co ciekawe, nie przeszkodziło mu to… w dostaniu się na studia.

Obiecujący początek kariery

Jan Czochralski. Fot. Wikipedia, CC BY-SA 3.0

Na początku XX wieku przyszły „ojciec elektroniki” wyjechał do Berlina (region, z którego pochodził znajdował się pod zaborem pruskim). Czochralski pracował w aptece, a następnie w laboratorium metaloznawczym koncernu Allgemeine Elektrizität Gesellschaft (AEG).

W międzyczasie studiował na berlińskiej Politechnice w Charlotternurgu, gdzie w 1910 r. uzyskał dyplom inżyniera chemika o specjalizacji metalurgicznej.

Rozwojowi naukowemu towarzyszył także awans zawodowy. Czochralski wkrótce został kierownikiem laboratorium badania żelaza i stali w AEG. Następnie wraz z małżonką – znaną pianistką – przenieśli się do Frankfurtu nad Menem. Tutaj na Polaka czekało wielkie laboratorium metaloznawcze firmy Metallbank und Metallurgische Gesellschaft, gdzie Czochralski mógł badać właściwości  i czystość metali bądź stopów.

Wynalazca

Jeszcze przed przeprowadzką do Frankfurtu, w 1916 roku, pochodzący z Kcyni chemik dokonał przełomowego odkrycia. Opracował metodę otrzymywania monokryształów.

Legenda głosi, że Czochralski dokonał tego… przypadkiem. Pochłonięty pracą miał nieumyślnie zanurzyć stalówkę pióra nie w kałamarzu, lecz w tyglu z płynnym

Monokryształ krzemu otrzymany metodą Czochralskiego. Fot. Fot. Wikipedia, CC BY-SA 3.0

stopem metalu. Czochralski zauważył, że po wyjęciu pióra, zwisa nitka krzepnącego metalu. Ta obserwacja zainspirowała polskiego chemika do opracowania metody uzyskiwania monokryształów. Chodzi o powolne wyciąganie z roztopionego metalu zarodka krystalicznego, w sposób zapewniający kontrolowaną i stabilną krystalizację metalu na powierzchni zarodka.

Metoda Czochralskiego jest stosowana do dzisiaj, w zasadzie ciężko wyobrazić sobie bez niej współczesnej elektroniki. Układy scalone, chipy, diody czy tranzystory to wszystko powstaje metodą pomiaru szybkości krystalizacji.

To jednak nie wszystkie odkrycia polskiego wynalazcy. Warto wspomnieć o przynajmniej dwóch innych. Pierwszy z nich to tzw. metal B, czyli stop na panewki łożysk ślizgowych dla kolejnictwa. Stop ołowiu – opracowany przez Polaka – posiadał odpowiednie właściwości, gdyż był zarazem miękki, by odpowiednio smarować oś wagonu, ale także twardy, przez co mógł długo funkcjonować. Dzięki temu odkryciu pociągi mogły o wiele szybciej się poruszać, a wynalazek Czochralskiego był wykorzystywany w wielu miejscach na świecie.

Innym, mniej powszechnie znanym, wynalazkiem Polaka jest radiomikroskop. To specyficzne połączenie mikroskopu metalograficznego i układu odbiorczego radia kryształkowego. Dzięki temu urządzeniu badacze mogli np. sprawdzać skład próbek metali i stopów.

Powrót do Polski

Wynalazki Jana Czochralskiego sprzyjały jego popularności. Chemik z Kcyni oprowadzał po jednej z wystaw niemieckiego prezydenta Paula von Hindenburga. Natomiast wielki amerykański przemysłowiec Henry Ford zaproponował Polakowi pracę w swoich zakładach. Wynalazca nie przyjął jednak tej kuszącej propozycji.

W 1928 roku Jan Czochralski wrócił do Polski. Przyjął ofertę prezydenta, a zarazem chemika, Ignacego Mościckiego, który zaproponował mu stanowisko profesora Politechniki Warszawskiej.  Czochralski objął tam katedrę metalurgii i metaloznawstwa.

Badania Czochralskiego zakłócił wybuch II wojny światowej. Polski wynalazca podjął pracę w zakładzie badań materiałów dla niemieckiego Wehrmachtu. Jednocześnie zakład Czochralskiego produkował materiały dla Armii Krajowej, a sam profesor uratował wielu Polaków zagrożonych prześladowaniem ze strony Niemców.

Mimo to przez powojenne polskie władze został oskarżony o kolaborację. Choć aparat sprawiedliwości nie udowodnił winy Czochralskiego, to kierownictwo Politechniki Warszawskiej wykluczyło go ze środowiska uczelni.

W tej sytuacji sytuacji ceniony wynalazca wrócił do rodzinnej Kcyni, gdzie założył przedsiębiorstwo… produkujące pastę do butów.

—

Jan Czochralski zmarł 22 kwietnia 1953 roku w Kcyni. Przez wiele lat ciążyły na nim zarzuty kolaboracji z Niemcami. Dopiero w 2011 r., po wielu latach starań ,zrehabilitowano postać słynnego wynalazcy, przedstawiając dokument Armii Krajowej, wedle którego, profesor PW miał zgodę konspiracyjnych na pracę dla Wehrmachtu.

Odkrycia Jana Czochralskiego miały ważny wpływ na współczesny przemysł. Bo przecież nie byłoby smartfonów czy laptopów bez odkrycia technologii wytwarzania monokryształów. Czy Czochralski cieszy się należytą sławą za swoje odkrycia? Niewątpliwie wynalazca z Kcyni jest obecnie najczęściej cytowanym, polskim uczonym. Z drugiej strony wydaje się, że zabrakło jednoznacznego uhonorowania pracy badawczej Polaka. Wiele wskazuje, że gdyby urodził się kilkanaście lat później i doczekał rozwoju elektroniki, mielibyśmy kolejnego laureata Nagrody Nobla.