John W. Cahn

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John W. Cahn, 2009

John Werner Cahn (* 9. Januar 1928 in Köln[1]) ist ein US-amerikanischer Physikalischer Chemiker und Materialwissenschaftler, der sich insbesondere mit Thermodynamik in den Materialwissenschaften beschäftigte.

Leben[Bearbeiten]

Cahns Vater Felix Cahn war ein angesehener Anwalt jüdischen Glaubens in Köln. 1933 floh er mit seiner Familie vor den Nationalsozialisten zunächst in die Niederlande, wo Cahn in Amsterdam zur Schule ging. Ende der 1930er Jahre[2] flohen sie weiter in die USA und Cahn besuchte 1941 bis 1945 die Brooklyn Technical High School. 1945 wurde er US-Staatsbürger.

Cahn studierte Chemie an der University of Michigan (Bachelor 1949) und wurde 1953 an der University of California, Berkeley, bei Richard E. Powell in Physikalischer Chemie promoviert (The oxidation of isotopically labeled hydrazin). 1952 bis 1954 war er Instructor an der University of Chicago. Danach ging er in die Forschung in chemischer Metallurgie im Metallurgy and Ceramics Department Research Laboratory von General Electric in Schenectady unter David Turnbull. 1964 wurde er Professor für Materialwissenschaften (damals Metallurgie) am Massachusetts Institute of Technology, wo er bis 1978 blieb. Danach war er ab 1977 am National Institute of Standards and Technology (NIST), wo er seit 1984 Senior NIST Fellow im Material Science and Engineering Lab ist. Seit 1984 ist er Professor (Affiliate Professor) an der University of Washington. Er lebt in Seattle.

Er war seit 1950 mit Anne Hessing verheiratet und hat drei Kinder.

Werk[Bearbeiten]

Cahn befasste sich insbesondere mit thermodynamischer Beschreibung von Phasen-Phänomenen in Flüssigkeiten und Festkörpern. Zum Beispiel behandelte er die Trennung in zwei Phasen bei spinodaler Zerlegung, wo die Phasentrennung relativ einfach beschrieben werden kann (Cahn-Hilliard-Gleichung[3][4][5] mit John E. Hilliard 1957), da es ein reines Diffusionsproblem ist, im Gegensatz zum Beispiel zu Keimwachstum und Keimbildung (was Cahn ebenfalls untersuchte) wo Fluktuationen eine Rolle spielen. Er befasste sich mit Keimbildung, Kristallwachstum und Dynamik von Kristallgrenzflächen in Schmelzen[6]. 1977 gab er eine einfache , thermodynamische Formulierung des Benetzungsproblems (Wetting)[7]. Anfang der 1980er Jahre spielte er eine wichtige Rolle in der Anfangszeit der Theorie der Quasikristalle[8]. 2002 fand er mit Leonid Bendersky Hinweise für die Bildung einer isotropen Glasphase (q-Glas) aus einer Metallschmelze (aus Eisen, Aluminium, Silizium), mit einem Phasenübergang 1. Ordnung.[9]

Cahn befasste sich auch mit der mathematischen Theorie von Phasengrenzen und Kristallbildung, teilweise mit Jean Taylor. Mit seinem Doktoranden Francis Larché entwickelte er eine thermodynamische Theorie von Festkörpern unter Spannung.[10] Mit David W. Hoffman entwickelte er 1972 eine Vektor-Thermodynamik von Grenzflächen in anisotropen Medien. Mit seinem Doktoranden Sam Allen untersuchte er 1975 Phasenübergänge in Eisenlegierungen (Allen-Cahn-Gleichung)[11]

Ehrungen und Mitgliedschaften[Bearbeiten]

Cahn ist Mitglied der National Academy of Sciences (1973), dem American Institute of Metallurgical Engineers, der American Academy of Arts and Sciences und der National Academy of Engineering. 1960/61 war er Guggenheim Fellow (und Gastwissenschaftler an der Universität Cambridge). Er ist Ehrendoktor der Northwestern University und der Université d´Evry.

Schriften[Bearbeiten]

  • W. Craig Carter, William C. Johnson (Herausgeber) The selected works of John W. Cahn, TMS (The Mineral, Metals and Materials Society), Warrendale, Pennsylvania
  • Cahn Adapting thermodynamics to materials science problems, The 1993 Hume-Rothery Award Lecture, J. of Phase Equilibria, Band 15, 1994, S. 373-379

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Geburtsdaten finden sich in der Biographie in seinen Selected Works
  2. Sie waren schon 1937 in den USA, mussten aber wieder nach den Niederlanden, weil es Probleme mit dem Visum gab
  3. Cahn, W. Craig Carter, Jean Taylor Variational methods for microstructural evolution, NIST, Abschnitt Cahn-Hilliard-Equation
  4. Hilliard, Cahn Free energy of a non uniform system I. Interfacial Free Energy, J. Chem. Phys., Band 28, 1958, S.258
  5. Cahn On spinodal decomposition in cubic crystals, Acta Met., Band 10, 1962, S. 179. Cahn Spinodal decomposition, 1967 Institute of Metals Lecture, Trans. Met. Soc. ASME, Band 242, 1968, S. 168
  6. Cahn, Hilliard On the nature of the interface between a solid metal and its melt, Acta Met., Band 6, 1958, S. 772, Cahn Theory of crystal growth and interface motion in crystalline materials, Acta Met, Band 8, 1960, S.554, Cahn Coherent fluctuations and nucleation in isotropic solids, Acta Met., Band 10, 1962, S. 907, Cahn, W. B. Hillig, G. W. Sears The molecular mechanism of solidification, Acta Met., Band 12, 1964, S. 1421
  7. Cahn Critical Point Wetting, J. Chem. Phys., Band 66, 1977, S. 3667. Moldover, Cahn An Interface Phase Transition: Complete to Partial Wetting, Science, Band 207, 1980, S. 1073
  8. Dan Shechtman, I. Blech, D. Gratias, J. W. Cahn, A Metallic Phase with Long-Ranged Orientational Order and No Translational Symmetry," Phys. Rev. Letters, Band 53, 1984, S. 1951
  9. Cahn, Bendersky Formation of Glass by first order transition
  10. Cahn, Larché A Linear Theory of Thermochemical Equilibrium of Solids Under Stress," Acta Met., Band 21, 1973, S. 1051
  11. Cahn, W. Craig Carter, Jean Taylor Variational methods for microstructural evolution, NIST, Abschnitt Allen-Cahn-Equation
  12. Acta Materialia Gold Medal
  13. Preisträger Heyn Denkmünze