Hispanopedia WikiJohn Werner Cahn (9 de enero de 1928 - 14 de marzo de 2016) fue un científico estadounidense y ganador de la Medalla Nacional de Ciencias de 1998. Nacido en Colonia , Alemania de Weimar , [1] fue profesor en el departamento de metalurgia del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) de 1964 a 1978. Desde 1977, ocupó un puesto en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (anteriormente la Oficina Nacional de Estándares). Cahn tuvo una profunda influencia en el curso de la investigación de materiales durante su carrera. Una de las principales autoridades en termodinámica , Cahn aplicó las leyes básicas de la termodinámica para describir y predecir una amplia gama de fenómenos físicos. [2]
Biografía
Hans Werner Cahn nació en Colonia, Alemania, en el seno de una familia judía. [3] Su padre era un abogado antinazi y su madre una técnica de rayos X. [3]
Después de la Machtergreifung de 1933, el mayor de los Cahn escapó del arresto sólo porque había sido advertido por un compañero abogado. La familia huyó de Alemania y finalmente terminó en Ámsterdam . Emigraron a Estados Unidos en 1939, donde Hans se convirtió en John. La mayor parte de su familia en Europa fue asesinada en el Holocausto . [3]
Los Cahn se establecieron en la ciudad de Nueva York . John Cahn se convirtió en ciudadano estadounidense en 1945. Sirvió en el ejército de los Estados Unidos y estuvo destinado en Japón durante su ocupación por los aliados . [3]
Cahn se licenció en química en 1949 en la Universidad de Michigan . Más tarde, en 1953, obtuvo un doctorado en química física en la Universidad de California en Berkeley . Su tesis doctoral se tituló "La oxidación de la hidracina marcada isotópicamente" y su director de tesis fue RE Powell.
En 1954, Cahn se unió al esfuerzo de investigación en metalurgia química en el laboratorio de General Electric en Schenectady , Nueva York, dirigido por David Turnbull . Turnbull había realizado un trabajo pionero sobre la cinética de la nucleación y el grupo se centraba en comprender la termodinámica y la cinética de las transformaciones de fase en sólidos.
En 1964, Cahn se convirtió en profesor del Departamento de Metalurgia (actualmente Ciencia de los Materiales) del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Dejó el MIT en 1978. En 1969, Cahn inició una larga relación profesional con su estudiante de posgrado, Francis Larché, cuyo trabajo se centró en el efecto de la tensión mecánica en la termodinámica de los sólidos. El enfoque de Larche-Cahn es la piedra angular del tratamiento de la termodinámica de los materiales sometidos a tensión. Buenos ejemplos de este fenómeno son las regiones cercanas a un precipitado coherente o el campo de tensión alrededor de una dislocación.
En 1972, Cahn trabajó con David W. Hoffman para formular una termodinámica basada en vectores para describir la termodinámica de las interfaces, una formulación que es necesaria para tener en cuenta los materiales anisotrópicos. Esto también se conoce como la formulación vectorial capilar de las energías de interfaz. Las matemáticas de este tratamiento implican el concepto de normas , aunque Cahn y Hoffman no lo conocían en ese momento.
En 1975, Cahn trabajó con su estudiante de posgrado Sam Allen en transiciones de fase en aleaciones de hierro, incluidas las transiciones de orden-desorden. Este trabajo condujo a la ecuación de Allen-Cahn .
Desde 1984 fue profesor afiliado en la Universidad de Washington .
Trabajar
El espinodal
En 1957, Cahn trabajó con John E. Hilliard para desarrollar la ecuación de Cahn-Hilliard , que describe las fuerzas termodinámicas que impulsan la separación de fases en muchos sistemas, y desarrolló la teoría conjunta de la descomposición espinodal . [4] [5] [6] [7]
Solidificación
En la teoría del crecimiento de cristales, Cahn concluyó que la característica distintiva es la capacidad de la superficie para alcanzar un estado de equilibrio en presencia de una fuerza impulsora termodinámica (normalmente en forma de grado de subenfriamiento). También concluyó que para cada superficie o interfaz en un medio cristalino, existe una fuerza impulsora crítica, que, si se excede, permitirá que la superficie o interfaz avance de manera normal a sí misma y, si no se excede, requerirá el mecanismo de crecimiento lateral.
Por lo tanto, para las fuerzas impulsoras suficientemente grandes, la interfaz puede moverse uniformemente sin el beneficio de un mecanismo de nucleación heterogénea o de dislocación helicoidal. Lo que constituye una fuerza impulsora suficientemente grande depende de la difusión de la interfaz, de modo que para interfaces extremadamente difusas, esta fuerza impulsora crítica será tan pequeña que cualquier fuerza impulsora medible la superará. Alternativamente, para interfaces agudas, la fuerza impulsora crítica será muy grande y la mayor parte del crecimiento ocurrirá por el mecanismo de paso lateral. [8] [9] [10] [11]
Gotas y superficies
En 1977, Cahn publicó un tratamiento matemático simple de la termodinámica de la humectación : la interacción entre un líquido en contacto con una superficie sólida. Este artículo presentó una formulación simple para describir la transición de humectación , el punto en el que un líquido pasa de formar una gota sobre una superficie a extenderse uniformemente como una película líquida sobre la superficie. Esta teoría tuvo amplias implicaciones para muchas técnicas de procesamiento de materiales.
Cuasicristales
En 1982, Dan Shechtman observó una nueva estructura cristalina con características desconcertantes. Cahn contribuyó a la teoría de cómo una estructura de este tipo podría ser termodinámicamente estable y se convirtió en coautor del artículo seminal que introdujo los cuasicristales .
Transición vítrea
En 2004, Cahn y Bendersky presentaron evidencia de que se puede formar una "fase metálica isotrópica no cristalina" (denominada "vidrio q") a partir de la masa fundida. Esta es la "fase primaria", que se forma en el sistema Al-Fe-Si durante el enfriamiento rápido. La evidencia experimental indica que esta fase se forma mediante una transición de primer orden. Las imágenes de TEM muestran que el vidrio q se nuclea a partir de la masa fundida como partículas discretas, que crecen esféricamente con una tasa de crecimiento uniforme en todas las direcciones. El patrón de difracción muestra que se trata de una fase vítrea isotrópica. Sin embargo, existe una barrera de nucleación, lo que implica una discontinuidad interfacial (o superficie interna) entre el vidrio y la masa fundida. [12]
La investigación en la jubilación
Al jubilarse, Cahn aceptó un puesto en la Universidad de Washington como profesor afiliado en los Departamentos de Ciencia e Ingeniería de Materiales y Física.
Vida personal
Tuvo tres hijos y seis nietos. Cuando se jubiló, vivió en Seattle , Washington, con su esposa, Anne Hessing Cahn . [3] Murió de leucemia en Seattle el 14 de marzo de 2016. [13]
Honores y premios
Premio Kioto 2011, Fundación Inamori
Premio Bower 2002 , Instituto Franklin
Medalla Emil Heyn 2001, Sociedad Metalúrgica Alemana
2001 Miembro honorario vitalicio de la Sociedad Americana de Cerámica
1999 Conferenciante Bakhuys Roozeboon y Medalla de Oro, Academia de Ciencias de los Países Bajos
Medalla Nacional de Ciencias 1998 [14]
1998 Miembro de la Academia Nacional de Ingeniería
Profesor distinguido de GE en Ciencia de los materiales en RPI en 1998
Conferenciante MacDonald de 1969 y 1998, Sociedad Metalúrgica Canadiense
1996 Doctor Honoris Causis, Universidad de Évry, Francia
Premio Harvey 1995 , Technion .
Medalla Rockwell 1994; Salón de la Fama de Ingeniería, Ciencia y Tecnología, y Medalla, Instituto Internacional de Tecnología.
Medalla de Oro 1994, Miembro Honorario, Instituto Japonés de Metales.
Conferencia Inland Steel 1993, Universidad Northwestern.
Premio Hume-Rothery 1993, TMS.
1993 Cyril Stanley Smith Profesor, Universidad de Chicago.
1992 Miembro honorario, MRS-India.
Premio Michelson-Morley 1991 , Universidad Case Western. [15]
1990 Doctor honoris causa por la Northwestern University; profesor Hilliard.
Premio Sauveur 1989, ASM Internacional.
1987 Profesor distinguido de Física, Universidad de Boston.
Premio Stratton 1986, Oficina Nacional de Normas.
Premio Von Hippel 1985, Sociedad de Investigación de Materiales.
Medalla de Oro 1984, Departamento de Comercio de Estados Unidos.
1983 Profesor distinguido de la Universidad de Connecticut.
1982 Profesor Golick, Universidad de Missouri, Rolla, MO.
1981 Miembro de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia.
Premio Dickson 1981, Universidad Carnegie–Mellon.
1980 Profesor honorario, Universidad Jiao Tong, Shanghai, China.
1979 Profesor Van Horn, Universidad Case-Western.
1978 Profesor Dorn, Universidad Northwestern.
Medalla de Oro Acta Metallurgica 1977.
1974 Miembro de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias .
1973 Miembro de la Academia Nacional de Ciencias .
1968 Profesor del Instituto de Metales, AIME.
Premio SB Meyer 1966, Sociedad Americana de Cerámica.
1960–61 Beca Guggenheim en la Universidad de Cambridge, Laboratorio Goldsmith.
1951 Beca de Química Aliada y Tinturas en la Universidad de California, Berkeley.
Referencias
- ^ "Las obras seleccionadas de John W. Cahn" (PDF) .
- ^ "John W. Cahn".
- ^ abcde «John W. Cahn: el metalúrgico más destacado huyó de la Alemania nazi». The Seattle Times . 15 de marzo de 2016.
- ^ Cahn, John W.; Hilliard, John E. (1958). "Energía libre de un sistema no uniforme. I. Energía libre interfacial". Revista de Física Química . 28 (2): 258–267. Código Bibliográfico :1958JChPh..28..258C. doi :10.1063/1.1744102.
- ^ Cahn, JW, Descomposición espinodal , Conferencia del Instituto de Metales de 1967, Trans. Met. Soc. ASME, vol. 242, pág. 168 (1968)
- ^ Hilliard, JE, Descomposición espinodal , en Transformaciones de fase , pág. 497 (Sociedad Americana de Metales, Metals Park, 1970)
- ^ Cahn, John W. (1962). "Sobre la descomposición espinodal en cristales cúbicos". Acta Metallurgica . 10 (3): 179–183. doi :10.1016/0001-6160(62)90114-1.
- ^ Hilliard, JE; Cahn, JW (1958). "Sobre la naturaleza de la interfaz entre un metal sólido y su fusión". Acta Metallurgica . 6 (12): 772–774. doi :10.1016/0001-6160(58)90052-X.
- ^ Cahn, John W. (1960). "Teoría del crecimiento cristalino y movimiento de la interfaz en materiales cristalinos". Acta Metallurgica . 8 (8): 554–562. doi :10.1016/0001-6160(60)90110-3.
- ^ Cahn, John W. (1962). "Fluctuaciones coherentes y nucleación en sólidos isotrópicos". Acta Metallurgica . 10 (10): 907–913. doi :10.1016/0001-6160(62)90140-2.
- ^ Cahn, John W.; Hillig, WB; Sears, GW (1964). "El mecanismo molecular de la solidificación". Acta Metallurgica . 12 (12): 1421–1439. doi :10.1016/0001-6160(64)90130-0.
- ^ Cahn, JW; Bendersky, LA "Formación de vidrio mediante una transición de primer orden". Publicaciones de la División de Metalurgia – NIST IR 7127. Consultado el 6 de junio de 2009 .
- ^ Langer, Emily (15 de marzo de 2016). "John W. Cahn, que huyó de la Alemania nazi y se convirtió en un destacado científico de materiales, muere a los 88 años" – vía www.washingtonpost.com.
- ^ "Medalla Nacional de Ciencias del Presidente: detalles del destinatario - NSF - Fundación Nacional de Ciencias".
- ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 13 de noviembre de 2015. Consultado el 30 de octubre de 2018 .
{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
Enlaces externos
- Biografía y publicaciones
- La ecuación de Cahn-Hilliard
- La ecuación de Allen-Cahn
- Cuasicristales
- Transición vítrea