Jan Czochralski - Wissenschaftler und Erfinder

Entwicklung: dr. Paweł Tomaszewski

Metallkundler, Chemiker, Kristallograph, Pharmazeut, Mitarbeiter in einer Drogerie, Dichter und Kunstmäzen, Professor – das sind nur einige der Bezeichnungen, mit denen Jan Czochralski beschrieben wird, ein Pole, dessen Name in der ganzen Welt bekannt ist, auch wenn nicht jeder weiß, wer dieser Mann war. Aufgrund des Umfangs seiner Leistungen wurden mehr als ein Dutzend weitere Bezeichnungen geschaffen, wie z. B.: „Kopernikus der Elektronik“, „Vater der modernen elektronischen Zivilisation“, womit Czochralski zu den bedeutendsten polnischen Wissenschaftlern gehört, in einer Reihe mit Nikolaus Kopernikus oder Maria Skłodowska-Curie. Es genügt zu sagen, dass sein Name in der wissenschaftlichen Literatur der am häufigsten genannte Name unseres Landsmannes ist.

Wer war er also und was hat er erreicht, dass er zur wissenschaftlichen Elite gezählt wird?

Die Lebensgeschichte von Jan Czochralski könnte die Handlung eines Thrillers bilden, doch mehr als ein halbes Jahrhundert lang blieb er offiziell vergessen und wurde sogar verflucht. Czochralski ist ein Beispiel für einen Mann, der nicht nur seine eigenen Fähigkeiten, sondern auch die Umstände – oder sogar unerwartete Zufälle – zu seinem Vorteil nutzen konnte. Ein aufmerksamer Beobachter der Natur sah, was anderen verborgen blieb, verknüpfte Fakten aus verschiedenen Bereichen und unterstützte die Intuition des Forschers mit akribischer Arbeit. Vieles passierte per Zufall in seinem Leben, so dass man sagen kann, dass das Vorkommen von Zufällen eine gewisse Regelmäßigkeit in seinem Leben darstellte.

Jan Czochralskis Geschichte begann in Kcynia in der Region Pałuki in Großpolen während der Teilung Polens. Er wurde am 23. Oktober 1885 in einer großen Handwerkerfamilie geboren, deren Tradition mehrere Generationen zurückreicht. Die Erzählungen seiner Mutter über Polen und seine Pflicht gegenüber der Heimat prägten den Charakter des jungen Janek und bildeten ein wirksames Gegengewicht zu den Germanisierungsbemühungen der deutschen Schule. Als Jugendlicher verließ er die Heimatstadt, um sein Wissen zu vertiefen, das er bis dahin durch Naturbeobachtungen oder chemische Experimente erworben hatte. Er versprach seinen Eltern, dass er zurückkehren würde, wenn er sich einen Namen gemacht hätte – und er hielt sein Wort.

Czochralski machte sich auf den Weg in Richtung Berlin. Seinem Interesse für Chemie und Pharmazie folgend, arbeitete er ein Jahr lang in der Apotheken-Drogerie von Dr. August Herbrand in Altglienicke und später im Labor der Chemischen Fabrik Kanne in Niederschöneweide, die Dr. Hugon Kunheim gehörte. Im Sommer 1907 wurde er im Kabelwerk Oberspree der Allgemeinen Elektricitäts Gesellschaft (AEG) in Oberschöneweide angestellt, wo er mit Gummi zur Isolierung von Stromkabeln arbeitete. Der plötzliche Tod seines Chefs brachte ihn unter die Fittiche des Metallkundlers Wichard von Moellendorff und er begann mit metallurgischen Forschungen, die schließlich 1916 zur Entwicklung der so genannten Czochralski-Methode – der Herstellung von Metalleinkristallen –  führten. Ein Jahr später verließ er die AEG und wechselte in ein neues Metall-Laboratorium in Frankfurt am Main, wo er seine wissenschaftlichen und organisatorischen Fähigkeiten voll einsetzen konnte. Unter seiner Leitung entwickelte sich die Einrichtung zu einem der größten Industrielabore in Deutschland.

Bis heute sind die Einzelheiten von Czochralskis damaliger Tätigkeit, die aufgrund ihrer militärischen Bedeutung weitgehend geheim gehalten wurde, unbekannt. Seine größte Entdeckung zu dieser Zeit ist das so genannte Eisenbahnmetall (auch Metall B genannt), das er 1924 nach mehrjährigen, sorgfältigen Tests und Analysen einer Legierung für Gleitlagerpfannen erhielt. Der Erfolg war umso größer, als der gesuchte Stoff die entgegengesetzten Eigenschaften aufweisen musste: Er sollte weich sein, um die Achsen gut zu schmieren, und gleichzeitig hart, um nicht zu schnell zu verschleißen. Um es scherzhaft auszudrücken – so etwas wie Schokolade mit Nüssen. Das Patent für diese Legierung, das von vielen Ländern erworben wurde, brachte Czochralski in der Zwischenkriegszeit ein Vermögen und die Anerkennung der wissenschaftlichen Welt. Seine Entwicklung revolutionierte den Schienenverkehr und führte zu einem verlockenden Stellenangebot in den US-Werken von Ford. Auch Lehrstühle an den größten technischen Universitäten Polens – an der Bergbauakademie in Krakau, der Technischen Hochschule in Lemberg und der Technischen Hochschule in Warschau – standen Czochralski offen. Er wurde vom polnischen Geheimdienst aus Deutschland evakuiert und entschied sich im Herbst 1928 für Warschau. Mit militärischen Mitteln baute er das Institut für Metallurgie und Metallkunde auf, das offiziell zur Technischen Universität Warschau gehört, und die Universität verlieh ihm die Ehrendoktorwürde. Leider wurden die Eifersucht eines missgünstigen Kollegen, die Arbeit für die Armee, diesmal die polnische Armee, und eine nicht vollständig geklärte Staatsbürgerschaftsfrage zum Auslöser für einen scharfen Konflikt mit Professor Witold Broniewski, ebenfalls Metallurge. Dass Czochralski eine Reihe von Prozessen gewann, war nicht hilfreich – Teile der akademischen Gemeinschaft standen nicht auf seiner Seite.

Unter den veränderten Nachkriegsbedingungen war Czochralski gezwungen, in seine Heimatstadt Kcynia zurückzukehren, nachdem er den Schutz der Armee verloren hatte, zu Unrecht der Kollaboration mit den Deutschen beschuldigt, von den kommunistischen Behörden verhaftet und vom Senat der Technischen Hochschule in Warschau abgelehnt worden war. Da es damals nicht möglich war, seine Zusammenarbeit mit der polnischen Heimatarmee aufzudecken, konnte seine Haltung während des Krieges, als er das Materialforschungsinstitut leitete, eine auf der Grundlage des Instituts für Metallurgie gegründete Dienstleistungseinrichtung, nicht richtig beurteilt werden. Die Zeit hat gezeigt, welche tragischen Folgen oberflächliche Beobachtungen oder die Unkenntnis von Motiven haben können. So wurde erst kürzlich bekannt, dass zwei jüdische Frauen im Czochralski-Haus in der Nabielaka-Straße in Warschau versteckt wurden.

Jan Czochralski gönnte sich keine Ruhe und gründete in Kcynia ein kleines chemisches Labor unter dem Namen BION Chemische Werke. Dort stellte er Produkte des täglichen Bedarfs, Haushaltschemie und Parapharmazeutika her, darunter das berühmte „Tauben-Niespulver“, das auf rund einem Dutzend meist pflanzlicher Inhaltsstoffe basiert. Leider wurde ein lokaler Unternehmer mit einer undurchsichtigen Kriegsvergangenheit von den neuen Behörden mit Missgunst betrachtet. Denunziationen und Durchsuchungen führten zu einem tragischen Ende – Czochralski erlitt einen Herzinfarkt und starb am 22. April 1953 in einem Posener Krankenhaus.

Die Infamie, zu der er von der wissenschaftlichen Gemeinschaft verurteilt wurde, hielt an. Nur durch das unabhängige Handeln vieler Personen konnte Czochralskis guter Ruf wiederhergestellt werden. Die Fakten mussten auch von der Technischen Universität Warschau anerkannt werden, die ihren ehemaligen Professor rehabilitierte, obwohl dies erst 2011 geschah. Mehr als ein halbes Jahrhundert des offiziellen Vergessens hat dazu geführt, dass bis heute keine verlässlichen und vollständigen Kenntnisse über diesen interessanten Mann, einen herausragenden Gelehrten und seine Leistungen vorliegen.

Jan Czochralski ist ein hervorragendes Beispiel für einen herausragenden Fachmann mit weitreichenden Horizonten und Interessen, der es versteht, wissenschaftliche Untersuchungen mit industriellen Anwendungen zu verbinden. Er war ein typischer Vertreter der Generation der Jahrhundertwende, der aktiv an der stürmischen Entwicklung von Wissenschaft und Technik teilnahm und die Grundlagen der Moderne schuf. Seine Errungenschaften haben in jeder Phase der Forschungstätigkeit neue Wege aufgezeigt – von der Entwicklung geeigneter Methoden über den Bau von Geräten bis hin zu Theorie und Methoden der Ergebnisauswertung. Czochralski entwickelte unter anderem Rekristallisationsdiagramme, Reagenzien für die Goldätzung oder das so genannte Radiomikroskop, die Urform der heutigen Technologie der Rastersondenmikroskopie (SPM), deren Schöpfer 1986 den Nobelpreis erhielten. Es ist erwähnenswert, dass er der Autor der ersten polnischen Veröffentlichung über Röntgenkristallographie war.

Seine Methode zur Gewinnung von Metalleinkristallen wird jedoch weithin als seine größte Leistung angesehen. Das Verfahren ist sehr einfach und besteht darin, den Kristall langsam aus dem geschmolzenen Material herauszuziehen. Czochralski war ihr „Vater“, doch erst als die Amerikaner sie 1954 bei der Züchtung von Germanium- und Siliciumkristallen auf Halbleiter anwandten, wurde eine Flut weiterer Entdeckungen und Anwendungen in Gang gesetzt. Heute bilden Siliciumkristalle praktisch die Grundlage für die gesamte Halbleiterelektronik. Computer, Smartphones, soziale Medien und alle Arten von Unterhaltungselektronik sind aus der modernen Welt nicht mehr wegzudenken – all dies wurde dank der Leistungen des polnischen Erfinders entwickelt.

Trotz seiner intensiven wissenschaftlichen Tätigkeit im In- und Ausland und seiner Tätigkeit in Fachorganisationen (er war u.a. Mitbegründer und Präsident der Deutschen Metallwissenschaftlichen Gesellschaft) fand Czochralski Zeit zum Schreiben. Er schrieb Gedichte (darunter das erschütternde Gedicht Requiem nach dem Tod seines Bruders Kornel, der zu Beginn des Krieges von den Deutschen ermordet wurde) sowie Kurzgeschichten aus seiner Kindheit und Jugend. Er war in der Lage, seinen Reichtum zu teilen und finanzierte sowohl Stipendien für polnische Studenten in Deutschland als auch unterstützte polnische Künstler während des Krieges. Er war ein Mann mit einer sensiblen, wenn auch hartgesottenen Seele, der sich seines eigenen Wertes und seines Engagements für sein Heimatland auch in den schwierigsten Zeiten bewusst war. Jan Czochralski ist ein großes Vorbild für die junge Generation von Polen, denen – wie Stefan Bratkowski schrieb – „50 Jahre zivilisatorischer Entwicklung genommen, Wissen, Fähigkeiten und die Erinnerung an echte polnische Erfolge aus den Gehirnen geschnitten wurden“. Und doch ist der Beitrag Polens zur weltweiten Wissenschaft wirklich immens.

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