Technologia, która zmieniła świat

Bez tego wynalazku nie byłoby smartfonów, laptopów i współczesnej elektroniki. Technologia wytwarzania monokryształów początkowo była tylko ciekawostką. Dziś jej twórca Jan Czochralski - w ojczyźnie mało znany - jest najczęściej cytowanym polskim uczonym.

W środę, w dniu urodzin Czochralskiego, planowana jest w całej Polsce akcja poświęcona uczonemu. Organizatorami akcji "Pokaż swój kryształ Czochralskiego" jest grupa popularyzatorów nauki (w tym Polskie Stowarzyszenie Dziennikarzy Naukowych) przy współpracy z Instytutem Chemii Fizycznej PAN. Akcja powiązana jest z Rokiem Jana Czochralskiego, który zgodnie z decyzją Sejmu obchodzimy w 2013 r.

"Aby przyłączyć się do akcji nie trzeba wielkich przygotowań. Wystarczy, by w środę 23 października, dokładnie o 17.00, każdy z nas wyciągnął jakieś przenośne urządzenie, które zawsze ma przy sobie i które zawiera kryształy Czochralskiego - i przez kilkadziesiąt sekund po prostu pokazał je innym lub kamerom pobliskiego monitoringu" - wyjaśnił Piotr Kossobudzki, wiceprezes Polskiego Stowarzyszenia Dziennikarzy Naukowych.

Telefony komórkowe, tablety, cyfrowe aparaty fotograficzne, odtwarzacze mp3, przenośnie konsole do gier i inne urządzenia elektroniczne działają dzięki monokryształom, produkowane metodą opracowaną przez Czochralskiego.

Jan Czochralski urodził się 23 października 1885 roku w Kcyni, małym miasteczku w zaborze pruskim, niedaleko Bydgoszczy, w szanowanej rodzinie stolarskiej. Był ósmym z dziesięciorga dzieci. Ponieważ ojcu nie podobały się ryzykowne chemiczne eksperymenty syna, mający zaledwie 16 lat Jan przeniósł się do Krotoszyna, gdzie podjął pracę w aptece.

W 1904 roku wyjechał do Berlina. Trafił do laboratoriów koncernu Allgemeine Elektrizitaets Gesellschaft (AEG). Pracując, równolegle zdobywał wykształcenie i w 1910 roku otrzymał tytuł inżyniera chemika na Politechnice Berlińskiej.

W 1916 roku Czochralski dokonał odkrycia, które po latach okazało się jego największym osiągnięciem: opracował metodę pomiaru szybkości krystalizacji metali. Według anegdoty, przez roztargnienie zamiast w kałamarzu zanurzył stalówkę pióra w tyglu z roztopioną cyną - i wyciągając pióro, uzyskał pręcik metalu.

Metoda wytwarzania monokryształów poprzez wyciąganie, początkowo interesująca wyłącznie metaloznawców, obecnie jest powszechnie stosowana w produkcji kryształów, zwłaszcza półprzewodnikowych, które służą do budowy tranzystorów używanych w elektronice.

W 1924 roku światło dzienne ujrzał inny wynalazek Czochralskiego: stop, świetnie nadający się na panewki do produkcji ślizgowych łożysk kolejowych. Patent kupiła kolej niemiecka, a wykorzystanie wynalazku przyniosło uczonemu rozgłos i pieniądze. Zainteresował się nim Henry Ford, założyciel słynnego koncernu samochodowego. Zaproponował mu nawet objęcie stanowiska dyrektora w nowopowstałej fabryce duraluminium. Mimo kuszącej oferty Czochralski odmówił.

W 1928 roku, wskutek próśb prezydenta Polski i wybitnego chemika Ignacego Mościckiego, Czochralski wrócił na stałe do ojczyzny. Objął stanowisko profesora kontraktowego Politechniki Warszawskiej, a w listopadzie 1929 roku został jej doktorem honoris causa. W kolejnym roku z rąk prezydenta Polski przyjął tytuł profesora zwyczajnego. Zrzekł się obywatelstwa niemieckiego, lecz procedura nie została formalnie zakończona.

W czasie wojny kierował Zakładem Badań Materiałów, jednym z ośmiu zakładów utworzonych na Politechnice za zgodą okupanta. Zakład pomógł przetrwać wielu polskim naukowcom, ale wykonywał prace także dla Wehrmachtu. Oficjalną współpracę z Niemcami podjęto za zgodą władz konspiracyjnych. Sam Czochralski w czasie wojny wielokrotnie wykorzystywał swoje koneksje i dobrą sytuację materialną by ratować innych przed represjami ze strony hitlerowskich Niemiec.

Jednak z powodu prac wykonywanych dla Niemców przez zakład kierowany przez Czochralskiego, po wojnie oskarżono profesora o współpracę z okupantem. Na kilka miesięcy trafił do aresztu w Piotrkowie Trybunalskim. Wobec braku dowodów winy dochodzenie umorzono. Mimo uniewinnienia przez prokuraturę, w grudniu 1945 r. władze Politechniki Warszawskiej pozbawiły Czochralskiego tytułu profesorskiego i praktycznie wykluczyły ze środowiska naukowego.

W sierpniu 1945 r. Czochralski wrócił do Kcyni. Założył małą firmę chemiczną BION, zajmującą się m.in. produkcją pasty do butów, soli peklującej i płynu do trwałej ondulacji. Po brutalnej rewizji, przeprowadzonej w jego willi w Kcyni przez Urząd Bezpieczeństwa, dostał ataku serca. 22 kwietnia 1953 r. zmarł w szpitalu w Poznaniu.

Prof. Jan Czochralski był autorem lub współautorem ponad 120 publikacji naukowych, wielu wynalazków i patentów. Do dziś jest najczęściej cytowanym polskim uczonym - częściej niż Mikołaj Kopernik i Maria Skłodowska-Curie. Jego największym osiągnięciem okazała się metoda wytwarzania monokryształów. Można przypuszczać, że gdyby prof. Czochralski żył kilkanaście lat dłużej i doczekał rozkwitu elektroniki półprzewodnikowej, z ogromnym prawdopodobieństwem Polska miałaby drugiego noblistę w - najbardziej prestiżowych - naukach ścisłych.

Dopiero dokumenty odnalezione w 2011 r. pozwoliły jednoznacznie potwierdzić współpracę prof. Czochralskiego nie z okupantem, a z wywiadem Komendy Głównej Armii Krajowej. W tej sytuacji senat Politechniki Warszawskiej uchwałą z 29 czerwca 2011 r. - po 66 latach - całkowicie zrehabilitował prof. Czochralskiego.

Dodatkowe informacje o obchodach Roku Czochralskiego oraz materiały informacyjne o profesorze i jego pracach można znaleźć na stronie: http://www.pw.edu.pl/Aktualnosci/Rok-prof.-Jana-Czochralskiego