Jan Czochralski: científico e inventor - naukowiec i wynalazca

Opracowanie: dr Paweł Tomaszewski

Redacción: doctor Paweł Tomaszewski

Especialista en metales, químico, cristalógrafo, farmacéutico, boticario, poeta y mecenas de arte, profesor… son sólo algunos de los términos utilizados para describir a Jan Czochralski, un polaco cuyo nombre es conocido en todo el mundo, aunque no todo el mundo sabe quién fue este hombre. Debido a la importancia de sus logros, se creó una docena más de expresiones, tales como: «Copérnico de la electrónica» o bien «padre de la civilización electrónica moderna», lo que sitúa a Czochralski entre los más eminentes científicos polacos, en compañía del citado Nicolás Copérnico o de Maria Skłodowska-Curie. Bastará con decir que su nombre es el más mencionado en la literatura científica entre nuestros compatriotas.

Entonces, ¿quién fue y qué logros aseguraron su sitio en el panteón?

La historia de la vida de Jan Czochralski podría constituir el argumento de una película de suspense y, sin embargo, durante más de medio siglo permaneció oficialmente olvidado o incluso maldito. Czochralski es un ejemplo de persona que sabía utilizar a su favor no solo sus capacidades, pero también las circunstancias o incluso, eventos inesperados. Un observador atento de la naturaleza veía lo que estaba oculto para los demás, asociaba hechos de diferentes áreas y combinaba la intuición del investigador con un trabajo meticuloso. No se libró de incidentes que, podría decirse, constituyeron una cierta regularidad en su vida.

La historia de Jan Czochralski comenzó en Kcynia, en la región de Pałuki de Gran Polonia, en la época de las particiones. Nació el 23 de octubre de 1885 en una numerosa familia de artesanos cuyas tradiciones se remontaban a varias generaciones. Las historias de su madre sobre Polonia y su deber hacia su patria formaron el carácter del joven Janek y fueron un eficaz contrapeso a los esfuerzos de germanización de la escuela alemana. En su adolescencia, abandonó su ciudad natal para profundizar en los conocimientos que hasta entonces había adquirido mediante observaciones de la naturaleza o experimentos químicos. Prometió a sus padres que regresaría tras hacerse famoso y cumplió su palabra.

Partió rumbo a Berlín. Fiel a su interés por la química y la farmacia, trabajó durante un año en la farmacia-droguería del doctor August Herbrand en Altglienicke y más tarde, en el laboratorio de la fábrica de productos químicos Kanne en Niederschöneweide, propiedad del doctor Hugon Kunheim. En verano de 1907, fue contratado en la fábrica de cables Kabelwerk Oberspree, perteneciente a la Allgemeine Elektricitäts Gesellschaft (AEG) de Oberschöneweide, donde realizó trabajos con caucho para aislar cables eléctricos. Tras la repentina muerte de su jefe, se encontró bajo protección del especialista en metales Wichard von Moellendorff y comenzó a investigar en el campo de la metalurgia, lo que finalmente le llevó a desarrollar el llamado método Czochralski, la producción de monocristales de metal, en 1916. Un año más tarde, dejó la AEG y se trasladó a un nuevo laboratorio de metalografía en Fráncfort del Meno, donde aprovechó al máximo sus capacidades científicas y organizativas. Bajo su dirección, las instalaciones crecieron hasta convertirse en uno de los mayores laboratorios industriales de Alemania.

Hasta el día de hoy se desconocen los detalles de las actividades que Czochralski desarrollaba en aquella época, que en gran parte se mantuvieron en secreto debido a su importancia militar. Su mayor descubrimiento de aquella época está relacionado con el denominado metal ferroviario (también conocido como metal B), obtenido en 1924 tras varios años de minuciosas pruebas y análisis de una aleación para cosquillo de cojinetes lisos. El éxito fue aún mayor teniendo en cuenta que la sustancia buscada debía presentar las propiedades opuestas: ser blanda para lubricar bien los ejes y, al mismo tiempo, dura para no desgastarse demasiado rápido. Dicho en broma: algo parecido a chocolate con nueces. La patente de esta aleación, adquirida por muchos países, le trajo a Czochralski una fortuna y el reconocimiento del mundo científico del periodo de entreguerras. Su invención revolucionó el transporte ferroviario y supuso una tentadora oferta de trabajo en las plantas de Ford en Estados Unidos. Las cátedras de las mayores universidades técnicas de Polonia, la Academia de Minas de Cracovia, la Politécnica de Lviv y la Politécnica de Varsovia, también abrieron sus puertas a Czochralski. Evacuado de Alemania por la inteligencia polaca, eligió Varsovia en el otoño de 1928. Utilizó fondos militares para construir el Instituto de Metalurgia y Ciencia de los Metales, formalmente parte de la Universidad Tecnológica de Varsovia, y la universidad le honró con un título del doctor honoris causa. Por desgracia, los celos de un colega resentido, el trabajo para el ejército, esta vez el polaco, y una cuestión de ciudadanía no del todo aclarada se convirtieron en el detonante de un agudo conflicto con el profesor Witold Broniewski, también metalurgo. El hecho de que Czochralski ganara una serie de juicios no ayudó: parte de la comunidad académica no se puso de su lado.

En la situación de la posguerra, Czochralski, privado del paraguas protector del ejército, acusado falsamente de colaboración con los alemanes, detenido por las autoridades comunistas, rechazado por el claustro de la Universidad Tecnológica de Varsovia, se vio obligado a regresar a su ciudad natal, Kcynia. La imposibilidad, en su momento, de revelar su colaboración con el Ejército Nacional impidió valorar adecuadamente su actitud durante la guerra, cuando dirigía el Instituto de Investigación de Materiales, un servicio creado sobre la base del Instituto de Metalurgia. El tiempo ha demostrado las trágicas consecuencias que pueden tener las observaciones superficiales o la ignorancia de los motivos. Recientemente se ha sabido, por ejemplo, que dos mujeres judías estaban escondidas en la casa de los Czochralski en la calle Nabielaka de Varsovia.

Jan Czochralski no se permitió un descanso y estableció un pequeño laboratorio químico en Kcynia bajo el nombre de la fábrica química BION. Allí, fabricaba productos de uso cotidiano, productos químicos domésticos y parafarmacéuticos, incluido el famoso polvo para estornudar, a base de una docena de ingredientes, la mayoría procedentes de plantas. Por desgracia, las nuevas autoridades vieron con malos ojos a un empresario local con un oscuro pasado bélico. Las denuncias y los registros condujeron a un final trágico: el ataque al corazón de Czochralski y su muerte en un hospital de Poznań el 22 de abril de 1953.

La infamia a la que fue condenado por la comunidad científica no cesó. Sólo las acciones independientes de muchos restauraron el buen nombre de Czochralski. Los hechos también tuvieron que ser reconocidos por la Universidad Tecnológica de Varsovia, que rehabilitó a su antiguo profesor, aunque esto solo ocurrió en 2011. Más de medio siglo de olvido oficial ha provocado que hasta el día de hoy no se conozca de forma fiable y completa a este interesante hombre, destacado científico, así como sus logros.

Jan Czochralski es un ejemplo destacado de profesional con amplios horizontes e intereses, que combina hábilmente la investigación científica con las aplicaciones industriales. Fue un típico representante de la generación de fin de siglo, que participó activamente en el tumultuoso desarrollo de la ciencia y la tecnología, en el establecimiento de las bases de la modernidad. Sus logros han trazado nuevos caminos en todas las etapas de la actividad investigadora: desde el desarrollo de métodos apropiados, pasando por la construcción de aparatos, hasta la teoría y los métodos de desarrollo de resultados. Czochralski desarrolló, entre otras cosas, los diagramas de recristalización, los reactivos para el grabado del oro o el llamado radiomicroscopio, el prototipo de los actuales microscopios de análisis de barrido (SPM), cuyos constructores recibieron el Premio Nobel en 1986. Cabe mencionar que fue el autor de la primera publicación polaca sobre cristalografía de rayos X.

Sin embargo, su método de obtención de monocristales metálicos se considera su mayor logro. Este método, de naturaleza extremadamente sencilla, consiste en extraer lentamente el cristal del material fundido. Fue Czochralski quien la inventó, aunque no fue hasta que los estadounidenses lo aplicaron a los semiconductores en 1954, en el cultivo de cristales de germanio y silicio, cuando se puso en marcha un aluvión de nuevos descubrimientos y aplicaciones. En la actualidad, los cristales de silicio son la base de prácticamente toda la electrónica semiconductora. Es difícil imaginar el mundo moderno sin los ordenadores, los smartphones, las redes sociales y todo tipo de aparatos electrónicos de consumo, todos ellos creados gracias al inventor polaco.

A pesar de su intensa actividad científica en su país y en el extranjero y de su actividad en organizaciones profesionales (fue, entre otras cosas, cofundador y presidente de la Sociedad Alemana de Ciencias del Metal), Czochralski pudo encontrar tiempo para escribir. Escribió poemas (incluido el desgarrador poema «Réquiem» por la muerte de su hermano Kornel, asesinado por los alemanes al comienzo de la guerra) y relatos cortos que se remontan a su infancia y adolescencia. Sabía compartir su riqueza: financió becas para estudiantes polacos en Alemania y apoyó a artistas polacos durante la guerra. Era un hombre de alma sensible, aunque decidido, consciente de su propio valor y del compromiso con su patria incluso en los momentos más difíciles. La figura de Czochralski es un gran modelo para la joven generación de polacos, a los que, como escribió Stefan Bratkowski, «se les ha arrebatado 50 años de desarrollo de la civilización, se les ha cortado el conocimiento, las habilidades y la memoria de los verdaderos éxitos polacos». Sin embargo, la contribución de Polonia a la ciencia mundial es realmente inmensa.