Otec čistírny

Willis Whitfield ve dveřích svého prvního čistého prostoru. / Willis Whitfield vstupuje dveřmi do svého prvního čistého prostoru. © Exyte Technology GmbH

Originální skica Willise Whitfielda k jeho vynálezu z roku 1962. / Původní náčrt Willise Whitfielda k jeho vynálezu, datovaný 1962. © Sandia National Laboratories

První patent (výpis) na čistý pokoj, podaný Willisem Whitfieldem. / The first patent (extract) of a cleanroom, filed by Willis Whitfield. © United States Patent Office

První patent (výtažek) na čistou místnost, podaný Willisem Whitfieldem. / The first patent (extract) of a cleanroom, filed by Willis Whitfield. © United States Patent Office

První patent (výpis) na čistou místnost, podaný Willisem Whitfieldem. / The first patent (extract) of a cleanroom, filed by Willis Whitfield. © United States Patent Office

Willis Withfield vedle sochy, která byla odhalena v roce 2007 na území Sandia National Laboratories. / Willis Withfield vedle sochy, která byla odhalena v roce 2007 na území Sandia National Laboratories. © Sandia National Laboratories

Ročenka 50 let technologie čistých prostor © Exyte Technology GmbH

V roce 1962 si Sandia National Laboratories v Albuquerque v Novém Mexiku patentovaly Ultra‑Cleanroom. Vynalezl ho dříve jeden z inženýrů Sandia Labs, Willis Whitfield. Tím Whitfield otevřel dveře technologiím, jako je moderní výroba polovodičů, jejichž vývoj tehdy ještě nebyl vůbec předvídatelný.

„Jako dítě jsem vůbec nechápal, co můj otec vynalezl. Bylo mi tehdy teprve šest nebo sedm let,“ vzpomíná Jim Whitfield, který se stejně jako jeho otec rozhodl pro povolání inženýra. „Myslím, že mu nejprve ani nebylo jasné, jaký význam bude mít čistý prostor, který vyvinul.“

Do dne, kdy mu Willis Whitfield svěřili úkol vyvinout něco lepšího pro výzkum, co by zabránilo kontaminaci v laboratořích, existovaly pouze bouřlivé čisté místnosti. Šlo spíše o klimatizované místnosti, ve kterých vzduch vířil. „Podíval se na to a hned měl řešení. Je to tak jednoduché, když použijete přímý proud vzduchu, který přichází ze stropu a odtéká přes podlahu,“ řekl si. „Trvalo to méně než pět minut, než přišel s nápadem,“ vypráví Jim Whitfield. Poté byl tento plán uveden do praxe, což znamenalo, že byl postaven a otestován prototyp o velikosti asi osm až deset stop (přibližně 2,5 až 3,3 metru). V něm bylo možné vyměnit vzduch asi 600krát za hodinu. „Testy se prováděly pomocí kouře, aby bylo možné vidět proudění vzduchu v místnosti.“ To bylo již v roce 1961, ale patent byl podán až o rok později. Časopis Time již v dubnu 1962 publikoval článek s názvem „Mr. Clean“. Ultra‑Cleanroom od Whitfielda byl průlomovým vynálezem. Vzduch v čistém prostoru byl stokrát čistší než dosud používané. Fotografie z roku 1962 ukazuje Whitfielda vedle jeho vynálezu, jak mluví s obyvateli čistého prostoru pomocí integrovaného telefonu.

„Poté Sandia rychle podala žádost o patent, ne můj otec. Nedokážu si představit, jak bohatí bychom dnes byli, kdyby ho získal,“ směje se Jim Whitfield. Peníze však jeho otec příliš nezajímaly. „Je hezké mít jich dost, ale pak je to už jen dobré. Byl na to hrdý, co dokázal. To byla jeho filozofie.“ Willis Whitfield se narodil v roce 1920 v Rosedale v Oklahomě a vyrůstal na farmě. „Moji prarodiče vlastnili homestead, který byl poskytnut vládou.“ V roce 1863 byl přijat zákon o homesteadu – zákon o vlastnictví půdy –, který umožňoval každému staršímu 21 let získat asi 65 hektarů nezastavěné půdy. Po pěti letech přecházela na něj. „Naše rodina tam pěstovala bavlnu. Můj otec byl zvyklý sám se zapojit do práce.“ Willis Whitfield studoval fyziku a v roce 1954 přišel do Sandia National Laboratories v Albuquerque v Novém Mexiku, kde v padesátých letech vznikaly jaderné zbraně. „Všechno bylo přísně tajné, takže nám o tom nic neříkal, ale vím, že vyvinul celou řadu výbušných zařízení,“ říká Jim Whitfield.

Jeho otec byl skutečný vědec, člověk, který se zajímal o mnoho věcí a rád zkoumal věci do hloubky. „V Sandia také experimentovali s různými výbušninami. Tyto byly odpáleny ve ocelových nádržích, aby nedošlo ke škodám. Avšak detonace byly tak mohutné, že nádrže roztrhly. Proto je odnášeli do pouště, což bylo dost komplikované. Můj otec to zaznamenal a řekl jim, aby v nádržích vytvořili vakuum, tehdy už by nepraskly. Když to tak udělali, nejprve si mysleli, že výbušnina nezapálila, protože se zdálo, že se nic neděje a hlavně nic neslyšelo. Až když nádrže otevřeli, spatřili stopy po výbuchu na vnitřních stranách. Ve vakuu se totiž žádné zvuky nepřenášejí.“

Kromě čistého prostoru vyvinul Willis Whitfield také pracovní stanici s laminárním prouděním. Pět let po svém průlomovém vynálezu pracoval v projektové skupině Sandia, která zkoumala pro NASA. „Tam se součástky pro vesmírný program nejdříve montovaly v nečistém prostředí,“ říká Jim Whitfield, který jako dítě považoval letiště v Albuquerque za druhý domov. „Tak často jsme tam jezdili, abychom vyzvedli otce. Neustále na cestách.“ Do roku 1976 pracoval Willis Whitfield na projektech pro NASA, poté od roku 1977 do svého odchodu do důchodu v roce 1984 opět v oblasti jaderného výzkumu.

V nemocnici v Albuquerque byl v 60. letech poprvé použit princip čistého prostoru v operačním sále. Na University of New Mexico přednášel o čistých prostorách. Jedním z jeho posluchačů byl jeho syn Jim, který studoval elektrotechniku. „Nezpozorovaně jsem se vplížil a poslouchal ho,“ říká informatika, který měl ke svému otci velmi vřelý vztah. „Měl dar motivovat ostatní a pomáhat jim. Byl klidný, přátelský muž, který byl přátelský s mnoha kolegy a spolupracovníky. Určitě byl dobrým šéfem. Mnozí se s ním ještě pravidelně setkávali, když už byl v důchodu. Jsem rád, že můj otec měl tak dlouhý a naplněný život.“

V roce 2007 mu Sandia Laboratories, pro které pracoval 30 let, vzdaly hold a odhalily jeho bronzovou sochu na přísně střeženém pozemku v Albuquerque. Tato socha byla vytvořena Nealem McEwenem, který také pracoval pro Sandia. Na podstavci sochy je vedle seznamu vynálezů Willise Whitfielda uveden citát prezidenta Dwighta D. Eisenhowera: „Inženýři staví pro budoucnost, nejen pro potřeby lidí, ale také pro jejich sny. Inženýrské práce jsou výrazem neochvějné důvěry, že život se bude dále rozvíjet a že budoucnost stojí za to, aby se na ni pracovalo.“