Anisotropiassa

Anisotropiassa tarkoitetaan tilaa, jossa jokin ominaisuus riippuu suunnasta. Isotrooppisessa tapauksessa ominaisuus on sama kaikista suunnista, mutta anisotrooppisessa tapauksessa arvo vaihtelee riippuen siitä, missä suunnassa ominaisuutta mitataan. Tämä johtuu usein aineen rakenteellisesta järjestyksestä, kuten kiteisestä rakenteesta, kuitujen suuntauksesta tai hajaantuneesta mikrorakenteesta sekä rajapinnoista.

Anisotropia ilmenee useilla alueilla: optiikassa, mekaanisessa käyttäytymisessä, sähköisessä ja termisessä vastauksessa sekä biologisissa kudoksissa. Optinen anisotropia merkitsee valon nopeuden ja sen polun muutoksia suunnasta sekä polarisaatiosta riippuen, mikä voi johtaa birefringenssiin. Mekaanisessa kontekstissa mekaaninen anisotropia tarkoittaa esimerkiksi sitä, että Youngin moduli, lujuus tai kimmokerroin vaihtelevat suunnasta riippuen; tämä näkyy erityisesti puussa ja komposiittimateriaaleissa. Sähkö- ja lämpöjohtavuus voivat olla anisotropisia; grafiitissa johtavuus on suurempi pysty- kuin poikkisuunnassa. Biologisissa kudoksissa anisotropia vaikuttaa esimerkiksi diffuusion ja vasteiden suuntautumiseen.

Anisotropian mittaaminen ja kuvaaminen perustuvat tensorikuvauksiin, joissa ominaisuuden suurin ja pienin arvo sekä niiden suunnat voidaan määrittää. Käytännössä anisotropia otetaan huomioon suunnittelussa ja analyysissä: materiaalivalinnat, valmistusprosessit, optiset sovellukset ja geotieteelliset sekä biolääketieteelliset tutkimukset hyödyntävät sen tuntemusta.

Yhteenvetona anisotropia kuvaa niitä ilmiöitä, joissa suunnalla on keskeinen merkitys, ja sen ymmärtäminen on olennaista sekä perus- että sovellustieteissä.