Jan Czochralski to wybitny polski naukowiec, chemik, krystalograf i metalurg, którego nazwisko jest często cytowane w świecie nauki. Co takiego wynalazł Czochralski i jakie odkrycie przyniosło mu światową sławę? Portal ipoznan.net przybliża jego niezwykłą historię.
Dzieciństwo i młodość
Jan przyszedł na świat 23 października 1885 roku w Kcyni, która wówczas znajdowała się na terenie Prus. Był ósmym z jedenaściorga dzieci Franciszka i Marty. Rodzina Czochralskich pielęgnowała tradycje ciesielskie, jednak Jan nie przejawiał do rzemiosła szczególnego zainteresowania. Zdecydowanie bardziej pociągały go chemia i praca z drewnem. Jako nastolatek, czerpiąc wiedzę z podręczników, przeprowadzał eksperymenty chemiczne w piwnicy rodzinnego domu. Nie wszystkie kończyły się sukcesem, a niektóre prowadziły nawet do poważnych awarii.
Franciszek był niezadowolony z wybryków syna i kazał mu albo poważnie zająć się swoim hobby, albo z niego zrezygnować. Jan wybrał pierwszą opcję i nie pomylił się, ponieważ w przyszłości dzięki swoim dokonaniom w tej dziedzinie zdobył światową sławę i niemałą fortunę. W szkole Jan zdał egzaminy i otrzymał świadectwo, ale wyniki nie spełniły jego oczekiwań. Podobno po rozdaniu świadectw podarł swój dokument i wygłosił żarliwą mowę, w której podkreślił, że wystawione oceny są niesprawiedliwe.
Następnie Czochralski wyjechał do Trzemeszna, do swojego brata. Tam podjął pracę w aptece, gdzie na co dzień miał do czynienia ze swoją ukochaną chemią.
Działalność naukowa
W 1904 roku Czochralski wyjechał do Berlina. Początkowo pracował w aptece, ale wkrótce przeniósł się do laboratorium metalurgicznego koncernu AEG, gdzie zajmował się określaniem czystości rud, metali i stopów. W tym czasie zaczął również uczęszczać na wykłady z chemii na Politechnice w Charlottenburgu.
W 1906 roku Jan rozpoczął poważną pracę badawczą, przyjmując posadę w laboratorium Kunheim & Co. Rok później powrócił do koncernu AEG, gdzie został kierownikiem działu badań nad stalą i żelazem. W 1910 roku uzyskał dyplom inżyniera chemika.
W 1917 roku Czochralski przeniósł się do Frankfurtu nad Menem, gdzie objął stanowisko dyrektora laboratorium metalurgicznego w Metallbank und Metallurgische Gesellschaft AG. W tym czasie był już uznanym specjalistą w dziedzinie metalurgii. Otrzymał zgodę na stworzenie dużej, przemysłowej placówki, co dało mu warunki, w których mógł swobodnie rozwijać swój talent.
W 1924 roku Jan został wiceprezesem, a rok później prezesem Niemieckiego Towarzystwa Metalurgów oraz honorowym członkiem Międzynarodowego Związku Badań Materiałów w Londynie. Czochralski był ceniony na całym świecie, czego dowodem jest fakt, że sam Henry Ford zaproponował mu stanowisko dyrektora w nowo powstającym zakładzie produkcji duraluminium. Naukowiec jednak odmówił. Zamiast wyjechać do USA i pomnożyć swoją fortunę, wrócił do Polski.
Wielkie wynalazki
Osiągnięcia naukowe tego człowieka są na tyle wyjątkowe, że nie sposób opisać ich w dwóch słowach. Jan Czochralski zyskał ogromną popularność, kiedy w 1916 roku odkrył metodę pomiaru szybkości krystalizacji. On sam twierdził, że stało się to przez przypadek. Niektórzy naukowcy zarzucali mu, że jego odkrycie jest błędem twórczym.
Podczas sporządzania notatek naukowych Jan omyłkowo zanurzył obsadkę pióra w tyglu z roztopionym stopem zamiast w kałamarzu z atramentem. Chcąc wyrzucić zepsute pióro, zaczął mu się przyglądać. Wtedy doszedł do wniosku, że zwisająca z obsadki i zastygła nitka metalu pozwala na pomiar szybkości krystalizacji materiału.
Dość szybko ustalono, że metoda Czochralskiego idealnie nadaje się do otrzymywania monokryształów metali. Od 1948 roku zaczęto ją stosować do produkcji monokryształów krzemu, niezbędnych do wytwarzania układów scalonych. Mogą one osiągać znaczne rozmiary – nawet do dwóch metrów długości i prawie pół metra średnicy, ważąc przy tym 800 kilogramów. Przypadkowo czy też nie, ale dzięki swojemu odkryciu Jan stał się ojcem współczesnej elektroniki.
Opracowanie metody pomiaru szybkości krystalizacji przyniosło Czochralskiemu sławę, ale fortunę zdobył nie tylko dzięki swojemu wielkiemu odkryciu. W 1924 roku opatentował stop ołowiu z niewielką domieszką innych metali. Wynalazek ten nazwał „metalem B”. Odkrycie miało zrewolucjonizować transport kolejowy.
Celem naukowca było opracowanie stopu do produkcji łożysk ślizgowych. W tym celu musiał przez kilka lat z rzędu ciężko pracować. Stop ten miał być na tyle miękki, aby skutecznie smarować oś wagonu, a jednocześnie na tyle twardy, by nie zużywać się zbyt szybko. Ostatecznie Janowi udało się połączyć te sprzeczne właściwości.
Patent na metal B został zakupiony przez niemiecką kolej. Odkrycie Polaka wykorzystywano w wielu innych państwach, w tym we Francji, USA, Czechosłowacji i ZSRR. Nie ulega jednak wątpliwości, że metal B był najważniejszy dla gospodarki niemieckiej. W końcu po I wojnie światowej w kraju tym zakazano importu cyny. Metal B był wykorzystywany w transporcie kolejowym aż do lat 60. XX wieku, kiedy to łożyska ślizgowe zastąpiono łożyskami tocznymi.
Powrót do Polski
W 1928 roku Janowi zaproponowano objęcie katedry chemii na Politechnice Warszawskiej. Po rozmowach z prezydentem Ignacym Mościckim przyjął tę propozycję. Jeszcze w tym samym roku otrzymał honorowy doktorat Politechniki Warszawskiej, dzięki czemu w 1930 roku został profesorem, pomimo braku stopnia doktora.
Stworzona specjalnie dla niego Katedra Metalurgii i Materiałoznawstwa była wyposażona w najnowocześniejszy sprzęt. Nic dziwnego, w końcu oprócz realizacji obligatoryjnych zadań, aktywnie współpracowała z Ministerstwem Spraw Wojskowych. Czochralski dostał pełną swobodę w kwestii zatrudniania personelu. To z pewnością nie przysporzyło mu sympatii wśród profesorów, którzy i tak zazdrościli mu osiągnięć oraz pieniędzy zgromadzonych dzięki patentom.
Agent wywiadu
Warto zauważyć, że przyczyny wyjazdu Czochralskiego z Niemiec nie są do końca jasne. Stefan Bartkowski twierdził, że naukowiec był związany z polskim wywiadem. Świadczy o tym również fakt, że po powrocie do kraju Jan cieszył się niemal całkowitą swobodą naukową i nieograniczonym zaufaniem władz wojskowych.
Po wybuchu II wojny światowej naukowiec wykorzystał swoją przeszłość. Okupanci pozwolili mu nawet na kierowanie Instytutem Badań Materiałów przy Politechnice Warszawskiej. Jest jednak wysoce prawdopodobne, że działał tam na szkodę wrogą. Jak twierdzi Stefan Bartkowski, praca była jedynie przykrywką do współpracy z wywiadem Armii Krajowej.
Pod koniec wojny Jan Czochralski został aresztowany przez władze komunistyczne i oskarżony o kolaborację z Niemcami. Chociaż śledztwo umorzono już po kilku miesiącach, a naukowiec odzyskał wolność, jego życie uległo diametralnej zmianie.
W 1945 roku senat Politechniki Warszawskiej nie pozwolił mu na dalszą pracę w tej uczelni. Wykluczony ze środowiska naukowego, wrócił do Kcyni, gdzie założył firmę BION, zajmującą się produkcją chemii gospodarczej. 22 kwietnia 1953 roku Jan Czochralski zmarł.
W 2011 roku dowiedziono, że naukowiec współpracował z wywiadem Komendy Głównej Armii Krajowej. W tym samym roku Politechnika Warszawska zrehabilitowała Jana Czochralskiego.