Hispanopedia WikiJohn Werner Cahn (9 de enero de 1928 - 14 de marzo de 2016) fue un científico estadounidense y recibió la Medalla Nacional de Ciencia en 1998. Nacido en Colonia , Weimar, Alemania , [ 1 ] fue profesor en el departamento de metalurgia del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) de 1964 a 1978. Desde 1977, ocupó un cargo en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (anteriormente Oficina Nacional de Estándares). Cahn tuvo una profunda influencia en el curso de la investigación de materiales durante su carrera. Como 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 abogado antinazi y su madre técnica de rayos X. [ 3 ]
Tras la Machtergreifung de 1933, el anciano Cahn escapó al arresto únicamente porque un colega abogado le había advertido. La familia huyó de Alemania y finalmente se estableció en Ámsterdam . Emigraron a Estados Unidos en 1939, donde Hans pasó a llamarse 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. Sirviendo en el Ejército de los Estados Unidos , estuvo destinado en Japón durante su ocupación por los Aliados . [ 3 ]
Cahn se licenció en química en 1949 por la Universidad de Michigan . Posteriormente, en 1953, obtuvo un doctorado en química física por la Universidad de California en Berkeley . Su tesis doctoral se tituló "La oxidación de la hidrazina marcada isotópicamente" y su director de tesis fue R. E. Powell .
En 1954, Cahn se unió al equipo de investigación en metalurgia química del 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 (MIT). Dejó el MIT en 1978. En 1969, Cahn inició una larga relación profesional con su estudiante de posgrado, Francis Larché, cuyo trabajo se centraba en el efecto de la tensión mecánica sobre la termodinámica de los sólidos. El enfoque de Larché-Cahn es la piedra angular del estudio 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 tensiones alrededor de una dislocación.
En 1972, Cahn colaboró con David W. Hoffman para formular una termodinámica vectorial que describiera la termodinámica de las interfaces, una formulación necesaria para tener en cuenta los materiales anisotrópicos. Esta formulación 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 lo desconocían en aquel momento.
En 1975, Cahn trabajó con su estudiante de posgrado Sam Allen en las 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
La espinoda
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 cristalino, 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 (típicamente 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 supera, permitirá que la superficie o interfaz avance perpendicularmente a sí misma, y, si no se supera, requerirá el mecanismo de crecimiento lateral.
Así, para 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 difusividad de la interfaz, de modo que para interfaces extremadamente difusas, esta fuerza impulsora crítica será tan pequeña que cualquier fuerza impulsora medible la superará. Por el contrario, para interfaces nítidas, la fuerza impulsora crítica será muy grande y la mayor parte del crecimiento se producirá mediante el mecanismo de escalón lateral. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
Gotas y superficies
En 1977, Cahn publicó un tratamiento matemático sencillo 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 ella. Esta teoría tuvo amplias implicaciones para numerosas 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 dicha estructura podría ser termodinámicamente estable y se convirtió en coautor del artículo fundamental que introdujo los cuasicristales .
Transición vítrea
En 2004, Cahn y Bendersky presentaron evidencia de que una "fase metálica isotrópica no cristalina" (denominada "vidrio q") puede crecer a partir del fundido. 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 del fundido 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 el fundido. [ 12 ]
Investigación en la jubilación
Tras su jubilación, Cahn aceptó un puesto en la Universidad de Washington como profesor afiliado en los Departamentos de Ciencia e Ingeniería de Materiales y de Física.
Vida personal
Tuvo tres hijos y seis nietos. Tras su jubilación, vivió en Seattle , Washington, con su esposa, Anne Hessing Cahn . [ 3 ] Falleció de leucemia en Seattle el 14 de marzo de 2016. [ 13 ]
Honores y premios
2011 Premio Kioto, Fundación Inamori
Premio Bower 2002 , Instituto Franklin
Medalla Emil Heyn 2001, Sociedad Metalúrgica Alemana
Miembro Honorario Vitalicio de la Sociedad Americana de Cerámica (2001)
1999 Bakhuys Roozeboon, Conferencia y Medalla de Oro, Academia de Ciencias de los Países Bajos.
Medalla Nacional de Ciencia de 1998 [ 14 ]
Miembro de la Academia Nacional de Ingeniería en 1998.
1998 Profesor Distinguido de GE en Ciencia de Materiales en RPI
Conferenciante MacDonald en 1969 y 1998, Sociedad Metalúrgica Canadiense
1996 Doctor Honoris Causis, Universidad de Évry, Francia
Premio Harvey 1995 , Technion .
Medalla Rockwell de 1994; Salón de la Fama de la Ingeniería, la Ciencia y la Tecnología, y Medalla del Instituto Internacional de Tecnología.
Medalla de Oro de 1994, Miembro Honorario del Instituto Japonés de Metales.
Conferencia Inland Steel de 1993, Universidad Northwestern.
Premio Hume-Rothery de 1993, TMS.
1993 Cyril Stanley Smith, Profesor, Universidad de Chicago.
Miembro honorario de la MRS-India desde 1992.
Premio Michelson-Morley de 1991 , Universidad Case Western. [ 15 ]
Doctorado Honoris Causa en Ciencias, Universidad Northwestern, 1990; Conferenciante Hilliard.
Premio Sauveur 1989, ASM International.
Profesor distinguido de física en 1987, Universidad de Boston.
Premio Stratton de 1986, Oficina Nacional de Normas.
Premio Von Hippel de 1985 , Sociedad de Investigación de Materiales .
Medalla de Oro de 1984, Departamento de Comercio de los Estados Unidos.
Profesor distinguido en 1983, Universidad de Connecticut.
1982. Profesor Golick, Universidad de Missouri, Rolla, MO.
Miembro de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia en 1981.
Premio Dickson de 1981, Universidad Carnegie-Mellon.
Profesor Honorario de la Universidad Jiao Tong de Shanghái, China, desde 1980.
1979 Van Horn, Profesor en la Universidad Case Western.
1978. Profesor titular de la cátedra Dorn en la Universidad Northwestern.
Medalla de Oro de Acta Metallurgica 1977.
Miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias en 1974 .
Miembro de la Academia Nacional de Ciencias desde 1973 .
Profesor del Instituto de Metales de la AIME en 1968.
Premio SB Meyer de 1966, otorgado por la Sociedad Americana de Cerámica.
Beca Guggenheim de 1960-61 en el Laboratorio Goldsmith de la Universidad de Cambridge.
En 1951, obtuvo una beca de investigación en química y tintes en la Universidad de California, Berkeley.
Referencias
- ↑ "Obras selectas de John W. Cahn" (PDF) .
- ↑ "John W. Cahn" .
- 1 2 3 4 5 "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" . The Journal of Chemical Physics . 28 (2): 258– 267. Bibcode : 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 (American Society of Metals, 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 el 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, quien 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 Ciencia del Presidente: Detalles del galardonado - NSF - Fundación Nacional de Ciencias" .
- ↑ "Copia archivada" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 13-11-2015 . Recuperado el 30-10-2018 .
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Enlaces externos
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