Dzięki odkryciu Jana Czochralskiego istnieją osobiste komputery, komórki i setki innych urządzeń sterowanych układami scalonymi

Pewnego wieczoru w 1916 roku Jan Czochralski, zajęty sporządzaniem notatek, zostawił na biurku obok kałamarza tygiel ze stopioną cyną. Zaabsorbowany pisaniem, pomylił naczynia i zamoczył pióro w cynie. Gdy je wyciągnął, zobaczył zwisającą w dół cieniutką nić zestalonego metalu. Od rozcięcia w stalówce ciągnął się do tygla długi, jednorodny kryształ.
To przypadkowe wydarzenie naprowadziło go na pomysł, jak mierzyć szybkość krystalizacji poszczególnych metali. Wkrótce potem zbudował urządzenie mierzące tę prędkość.
Odkrycie Czochralskiego nie miałoby jednak większego znaczenia i nie zmieniłoby naszej cywilizacji, gdyby nie to, że w 1948 r. naukowcy z Bell Laboratories - Gordon Teal i John Little, wzorując się na eksperymencie Polaka - wyhodowali monokryształ germanu. Stąd był już tylko krok do wynalezienia tranzystora.
Z czasem german zastąpiono krzemem, a tranzystor zmalał do rozmiarów układu scalonego, który zrewolucjonizował współczesny świat. Do dziś stosuje się metodę Czochralskiego do wytwarzania monokryształów krzemu i arsenku galu. Z nich wycina się płytki do produkcji układów scalonych.

Uczony bez matury
"Praojciec elektroniki" urodził się 23 października 1885 roku w Kcyni. Jego ojciec Franciszek Czochralski był - tak jak dziadek - stolarzem. Mimo tradycji przekazywania rzemiosła z pokolenia na pokolenie, Franciszek chciał, żeby jego ósme dziecko zostało nauczycielem. Zapisał Jana do seminarium nauczycielskiego w Kcyni, którego młodzieniec jednak nigdy formalnie nie ukończył. Paweł Tomaszewski, biograf uczonego, pisze, że Jana tak rozczarowały marne oceny końcowe, iż podarł świadectwo na oczach swojego profesora i wolał zająć się w domu doświadczeniami chemicznymi. Franciszek Czochralski po jednym z eksperymentów syna, który zakończył się efektownym wybuchem, postawił ultimatum: "chemia albo dom". Jan wybrał chemię i w 1901 roku opuścił Kcynię.
"Z domu rodzinnego wyjechał, twierdząc, że wróci, gdy będzie już sławny" - pisze Paweł Tomaszewski ("Jan Czochralski i jego metoda"). Zaledwie 16-letni młodzieniec trafił do Krotoszyna, gdzie zatrudnił się jako pomocnik aptekarza. Wkrótce przeniósł się do Berlina, podejmując pracę w aptece kierowanej przez dr. Herbranda. Pod jego okiem, oprócz uczenia się sporządzania maści i nalewek, zgłębiał wiedzę dotyczącą właściwości rud metali, olejów i smarów.
Z powodu braku świadectwa dojrzałości Jan Czochralski nie mógł podjąć studiów na wyższej uczelni. Jednak zdolnościami i pracowitością z powodzeniem nadrabiał luki w edukacji. Znalazł pracę w laboratorium firmy Kunheim&Co, a potem w wielkim koncernie Allgemeine Elektrizitaets-Gesellschaft. Talent Polaka tak zachwycił niemieckich zwierzchników, że już po dwóch latach awansowano go - mimo młodego wieku i braku matury - na stanowisko kierownika i inspektora produkcji w rafinerii miedzi.
W tym samym czasie przyszły odkrywca zaczął pasjonować się kulturą, na co spory wpływ mogła mieć pianistka Marguerit Haase. Znajomość ta szybko zakończyła się ślubem. Ubogi syn stolarza nagle stał się członkiem wywodzącego się z Holandii bogatego rodu, posiadającego spore majątki ziemskie na Pomorzu i w Brandenburgii.
Sukcesy w życiu osobistym Czochralskiego zbiegły się z pierwszymi osiągnięciami naukowymi - młody badacz pracował wówczas nad ulepszeniem technologii produkcji blach aluminiowych. W środowisku naukowym zdobywał sobie pozycję dzięki publikacjom i funkcji asystenta prof. von Moellendorfa, z którym prowadził badania, dotyczące m.in. problemu krystalizacji metali.

Wynalazek na wyrost
Metoda tworzenia monokryształów, którą Czochralski opracował w 1916 r., została natychmiast dostrzeżona przez środowisko naukowe. W krótkim czasie zaczęto wykorzystywać ją jako metodę badawczą, pozwalającą lepiej poznawać właściwości metali. To odkrycie wyraźnie wyprzedzało swoją epokę - najważniejsze zastosowanie metoda Czochralskiego znalazła dopiero kilkadziesiąt lat później. Samego wynalazcę w tym czasie pochłonęła inna problematyka.
W 1917 roku przekonał kierownictwo koncernu Metallbank und Metallurgische Gesellschaft A. G. do stworzenia wielkiego laboratorium metaloznawczego. Powstało ono we Frankfurcie nad Menem, gdzie też przeniósł się Czochralski, żeby objąć stanowisko jego szefa. Razem z 19 podległymi mu naukowcami stworzył placówkę łączącą eksperymenty naukowe z praktycznymi próbami warsztatowymi.
Tym sposobem Jan Czochralski stał się pionierem idei prowadzenia badań ukierunkowanych potrzebami przemysłu.
Kierując jednym z największych laboratoriów w Niemczech, założył z trzema kolegami w 1919 r. Niemieckie Towarzystwo Metaloznawcze. Po sześciu latach powierzono mu prezesurę organizacji. Naukowiec bez tytułów i dyplomów mógł się wówczas pochwalić tym, że w jego laboratorium stworzono lekki i bardzo wytrzymały stop duraluminium (stosowany do dziś przy budowie samolotów). Sam Czochralski w 1924 r. opatentował odporny na korozję stop łożyskowy nazwany metalem "B" (od Bahnmetal - metal kolejowy), którego składniki zastąpiły cynę używaną wcześniej w panewkach wagonów i lokomotyw.
Dla Niemiec zmuszonych po przegranej wojnie spłacać reparacje i objętych jeszcze embargiem na materiały strategiczne, wynalazek eliminujący konieczność importu drogiej cyny był wręcz bezcenny. Patent przyniósł Polakowi fortunę. Dodatkowo licencję na produkcję metalu "B" kolejno nabyły rządy m.in. USA, Wielkiej Brytanii, Francji, Związku Radzieckiego, Czechosłowacji, Polski.
Razem z pieniędzmi przyszła też sława w środowisku naukowym - już na skalę światową. Ugruntowała ją opublikowana w 1924 r. nowatorska książka "Teoria i praktyka nowoczesnego metaloznawstawa". Jako swego konsultanta zaczęły angażować Czochralskiego największe koncerny, m.in. Skoda, Schneider-Creusot, Bofors.
Wreszcie i w Polsce zauważono genialnego metalurga. Prezydent Rzeczpospolitej Ignacy Mościcki, sam będący chemikiem, doceniał znaczenie nauki dla nowoczesnego państwa. Dlatego w 1927 roku zaprosił Czochralskiego, by wrócił do ojczyzny - i zaoferował mu posadę na Politechnice Warszawskiej.
Podjęcie decyzji nie przyszło naukowcowi łatwo. Choć czuł się Polakiem, to całe dorosłe życie spędził w Niemczech. Tam zdobył sławę i fortunę. Do tego jeszcze zza oceanu kusił go sam Henry Ford, proponując objęcie kierownictwa zakładów produkujących duraluminium.
W październiku 1929 r. Jan Czochralski zdecydował się i wraz z rodziną przeniósł się do Warszawy. Znów zaczynał życie od nowa, mimo że wracał - zgodnie z obietnicą - jako sławny i zamożny człowiek.

Polskie piekiełko
Osiągnięcia Czochralskiego podziwiane na świecie i korzyści, jakie przynosił krajowi (m.in. zainwestował swój kapitał w Polsce), wcale nie zjednały mu sympatii kolegów z uczelni. Wręcz przeciwnie, widziano w nim pupila władz, który ma dużo większe możliwości niż inni. W polskiej rzeczywistości praca naukowa nie musiała przekładać się na odkrycia rewolucjonizujące przemysł ani nawet na widoczne osiągnięcia. Profesorowie akademiccy (podobnie jak bywa dziś) egzystowali jako samodzielne byty, często oderwane od rzeczy praktycznych. Rzadko potrafili przekształcić swą wiedzę w finansowy sukces.
Przybysz z Niemiec dawał bolesny przykład, że można żyć zupełnie inaczej. Popadał więc w konflikty ze swoimi kolegami. Najgłośniejszy stał się jego spór z prof. Witoldem Broniewskim. Zarzucił on Czochralskiemu interesowność i wyciąganie korzyści materialnych z pełnionych funkcji. Przypomniał też, że uczony bez matury nadal ma podwójne obywatelstwo (przestał być obywatelem niemieckim w 1938 r.). Konflikt między profesorami trafił do sądu, a oni sami mieli się nawet pojedynkować na szable. Nie wiadomo, jak zakończyło się to starcie, natomiast rozprawy toczone aż w trzech instancjach za każdym razem wygrał Czochralski. "Jeżeli pokaże się w Polsce ktoś o głowę wyższy od otoczenia, to szykanujących przez zawiść od razu znajdą się krocie. Ludzie ci nie przebierają w środkach, za wszelką cenę dążą do wyrównania poziomu" - oświadczył po ostatnim procesie. Niesnaski przerwał dopiero wybuch II wojny światowej.

Autor: Andrzej W. Krajewski (Focus.pl)

Prawa autorskie © . Wszelkie Prawa Zastrzeżone.

Opublikowane: 2005-09-28 (268 odsłon)