Jan Czochralski – wybitny polski chemik i wynalazca. Czym zasłynął?

Jan Czochralski urodził się w 1885 roku w Kcyni niedaleko Bydgoszczy jako ósme z dziesięciorga dzieci Marty i Franciszka. Jego ojciec był stolarzem, jednak nigdy nie naciskał na Jana co do wyboru profesji. Jeszcze bardziej wyrozumiała była jego matka - ta pozwalała mu niemal bez ograniczeń rozwijać swoje pasje, które od najmłodszych lat kręciły się wokół reakcji chemicznych (kilka "twardych zasad" pojawiło się dopiero po sporym pożarze wywołanym jego eksperymentami).

Za namową ojca Jan uczył się w seminarium nauczycielskim, gdzie przystąpił do matury. Po zakończonym egzaminie był pewien, że poszło mu świetnie, co jednak nie znalazło odzwierciedlenia w ocenach. Podczas odbierania dokumentu Czochralski upewnił się najpierw czy jest już poza jurysdykcją szkoły, a gdy profesor przytaknął, Jan na jego oczach podarł świadectwo dodając, że "nigdy nie wydano bardziej krzywdzącej oceny".

Miało to dość przykre konsekwencje - nie było wtedy duplikatów, a tym bardziej wersji cyfrowych, więc Czochralski nie miał dowodu, że w ogóle zdał końcowe egzaminy. To uniemożliwiło mu dalszą karierę naukową, a przynajmniej tak się wtedy wydawało.

Po burzliwym finiszu edukacji Jan wyjechał z rodzinnej miejscowości obiecując sobie i rodzinie, że wróci, dopiero gdy będzie sławny i bogaty. Najpierw zamieszkał u brata i podjął pracę w aptece w Krotoszynie. W ówczesnych aptekach nie tylko sprzedawano leki, ale prowadzono też wiele eksperymentów chemicznych.

W 1904 roku Czochralski wyjechał do Berlina, gdzie początkowo podjął pracę w kolejnej aptece, aby niedługo później znaleźć zatrudnienie w jednym z niemieckich koncernów przemysłowych. Jego pasja do chemii ukierunkowała się na metale - w 1906 Czochralski prowadził już swoje badania, a przełożeni awansowali go na stanowisko kierownicze. W międzyczasie Jan dokształcał się jako wolny słuchacz na okolicznych uczelniach. W tym czasie poznał swoją przyszłą żonę - holenderską arystokratkę. Praca w koncernie metalurgicznym uchroniła go przed służbą wojskową, gdyż jego firma wykonywała zlecenia dla armii.

W 1911 został asystentem Wicharda von Moellendorffa - niemieckiego inżyniera cieszącego się międzynarodową sławą. To właśnie z nim napisał swoją pierwszą pracę z zakresu krystalografii. 

Swojego największego odkrycia Czochralski dokonał w 1916 roku, choć doniosłość tego wydarzenia zarysowała się w pełni dopiero w kolejnych dekadach. Pewnego wieczora zmęczony naukowiec przez przypadek zanurzył końcówkę pióra w tygielku z rozpuszczoną cyną, zamiast w kałamarzu. Gdy zauważył swój błąd i wyciągnął stalówkę dostrzegł, że na jej końcu uformował się cienki wąs, ledwie dostrzegalna nitka zastygniętej cyny. Ponoć resztę nocy Czochralski spędził na zanurzaniu i wynurzaniu pióra w cynie - raz szybciej, raz wolniej - powtarzając swój "eksperyment" i skrupulatnie notując wszelkie różnice. 

Wydarzenia owej nocy dały początek metodzie łatwego i taniego pozyskiwania monokryształów. Monokryształ to materiał, który niezależnie od rozmiaru w całej swojej objętości ma identyczną strukturę. W kolejnych miesiącach Czochralski dopracowywał swoją metodę, która już wtedy zadziwiała specjalistów swoją skutecznością i prostotą, jednak w praktyce brakowało dla niej konkretnego zastosowania.

Przełom przyszedł dopiero w połowie lat. 50, gdy w USA rodziła się nowoczesna elektronika oparta na krzemie.

Z niewielkimi modyfikacjami metoda Czochralskiego jest wykorzystywana do dziś, a monokryształy krzemu są kluczowym elementem w konstruowaniu nowoczesnych tranzystorów. Jan Czochralski nie miał jednak okazji obserwować triumfu swojego odkrycia. Czy oznacza to, że jak wielu innych naukowców "klepał biedę" i odchodził w zapomnieniu? W żadnym razie!

Na brak funduszy nie mógł narzekać  już po ślubie z Margueritą Haase, wspomnianą wyżej Holenderką, która w posagu wniosła kilka kamienic czynszowych w centrum Berlina. Własną fortunę Czochralski zgromadził niedługo później.

W 1917 roku podjął pracę w laboratorium metaloznawczym, gdzie zlecono mu opracowanie stopu, który sprawdziłby się przy produkcji panewek w ślizgowych łożysk kolejowych. Zadanie było wyjątkowo trudne - w stopie nie mogła znaleźć się cyna, którą obejmowały sankcje nałożone na Niemcy po I wojnie światowej. Czochralski wywiązał się z tego zadania znakomicie i w 1924 roku opatentował swój "metal B" (od niemieckiego Bahn - kolej).

Materiał nie tylko dorównywał standardowym mieszankom cynowym - był od nich bardziej wytrzymały i pozwalał na lepszy "ślizg". Pociągi, w których zastosowano metal B jeździły szybciej i wymagały znacznie mniej napraw. Nie trzeba było długo czekać, żeby przedstawiciele innych krajów ustawiali się w kolejce i wykładali ogromne sumy za udostępnienie nowej technologii.

Jeszcze przed opracowaniem metalu B i klęską Niemców w I wojnie światowej pozycja Czochralskiego była na tyle silna, że nie krył się ze swoją polskością i miłością do zniewolonej ojczyzny, czym denerwował wiele ważnych osobistości. Efekty jego pracy były jednak tak istotne, że nikt nie próbował go "temperować". Później takie próby byłyby paradoksalnie trudniejsze - Czochralski trafił o kręgu bliskich znajomych prezydenta Hindenburga, z którym na oficjalnych przyjęciach potrafił ucinać sobie pogawędki... po polsku, ku przerażeniu doradców i złości niemieckich oficjeli (Hindenburg urodził się w Poznaniu i znał nasz język).

Mimo swojego nieskrywanego patriotyzmu Jan Czochralski z Niemiec do Polski wrócił dopiero w 1928 roku. Dlaczego tak późno? Na ten temat krążą dwie teorie: 

• prozaiczna - w Niemczech trzymały go świetne zarobki; 
• patriotyczna - nie da się wykluczyć, że Czochralski został w Niemczech, bo współpracował z polskim wywiadem i na miejscu miał lepszy dostęp do informacji. 

Zjazd Stowarzyszenia Inżynierów Mechaników Polskich w Warszawie, 1932 rok. Jan Czochralski, pierwszy na prawo od wazonu z kwiatami /fot. Binek Jan/Narodowe Archiwum Cyfrowe

Trzeba zaznaczyć, że zamiast do Polski mógł wyjechać do Stanów Zjednoczonych. W 1925 bardzo intratną posadę zaoferował mu sam Henry Ford. Czochralski już wtedy wiedział jednak, że chce wrócić do Polski i grzecznie podziękował za ofertę. Dla Forda musiał być to spory szok - praca w jego firmie (przynajmniej na wyższych szczeblach) była wówczas marzeniem wszystkich inżynierów. 

Po powrocie do Czochralski nie szczędził wiedzy i funduszy dla odbudowy odradzającej się po zaborach ojczyzny. Nieodpłatnie przekazał państwu patent na produkcję metalu B, wyłożył pieniądze na renowację dworku Chopina w Żelazowej Woli i prace archeologiczne w Biskupinie. Wykładał na Politechnice Warszawskiej i zorganizował tam Instytut Metaloznawstwa.

W trakcie II wojny światowej Niemcy dobrze znający dokonania Czochralskiego pozwolili jego instytutowi działać dalej, teoretycznie "ku chwale" Rzeszy... Inżynier miał jednak inną wizję tej współpracy - po pierwsze wydawał pracownikom dokumenty, które skutecznie chroniły ich przed krzywdą ze strony okupanta, a po drugie... szerzył dywersję. Produkcja na potrzeby Wehrmachtu szła bardzo opornie, cały czas pojawiały się jakieś przeszkody - brak materiałów czy odpowiedniego sprzętu. Ani jednego, ani drugiego nie brakowało natomiast przy prowadzonej w tajemnicy produkcji broni dla Armii Krajowej.

Znacznie większe problemy robił mu kolejny okupant, tym razem radziecki - a dokładniej polskie sługusy z aparatu bezpieczeństwa. Mimo że udało mu się uniknąć więzienia, nie wrócił na uczelnię, w czym udział swój mieli jego "koledzy" z kadry naukowej - małostkowe i zawistne postaci, które nie mogły pogodzić się z tym, że człowiek bez formalnego wykształcenia bije ich na głowę w kwestii wiedzy i sukcesów. Zazdrość o dokonania Czochralskiego okazała się silniejsza niż nieufność wobec nowych władz (chociaż gdyby zmierzyć ich "miarą czynów" łatwo wysnuć wniosek, że po prostu świetnie pasowali do towarzystwa moralnych degeneratów hołubionych przez aparat państwowy z najczarniejszych lat komunizmu). 

Jan Czochralski zmarł na atak serca 22 kwietnia 1953. Tego dnia jego posiadłość przeszukali funkcjonariusze UB. Wystarczył anonimowy donos i "walka z prywaciarzami" - po usunięciu z akademii Czochralski założył w rodzinnej Kcyni przedsiębiorstwo produkujące chemię gospodarczą - pasty do butów, kosmetyki czy popularny wówczas "proszek od kataru z Gołąbkiem". 

Plany wymazania Czochralskiego z kart historii nie powiodły się m.in. dlatego, że niedługo po jego śmierci w USA naukowcy wykorzystali metodę Czochralskiego do stworzenia monokryształów krzemu - w tym momencie ruszyła elektroniczna lawina, która za niecałe 20 lat miała zabrać człowieka na Księżyc i stać się podstawą wszystkich technologicznych cudów, które dziś tworzą otaczającą nas rzeczywistość. 

Mimo kilku prób (pierwsza w 1984 roku) pełnej rehabilitacji Jan Czochralski doczekał się 29 czerwca 2011 roku, gdy śmierć upomniała się o ostatnich z jego przeciwników. Mimo tego, że jego jedyny tytuł naukowy to doktorat honoris causa i profesura Politechniki Warszawskiej nadana dopiero po objęciu katedry w 1930 roku, to do dziś pozostaje najczęściej cytowanym Polakiem w historii.

Źródła: P. Tomaszewski, "Jan Czochralski - historia człowieka niezwykłego", PAU, 2014; centrumczochralskiego.pl; youtube.com