Avainero ortotrooppisten ja anisotrooppisten materiaalien välillä on se, että ortotrooppiset materiaalit osoittavat samanlaisia tuloksia, kun samanlaisia ärsykkeitä käytetään vain kolmeen keskenään kohtisuoraan suuntaan, kun taas anisotrooppiset materiaalit osoittavat erilaisia tuloksia, kun samanlaisia ärsykkeitä käytetään kaikkiin mahdollisiin suuntiin.
Kaikilla tuntemillamme materiaaleilla on kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia. Nämä fysikaaliset ominaisuudet voivat olla joko mekaanisia ominaisuuksia tai lämpöominaisuuksia. Ja mekaanisista ja lämpöominaisuuksista riippuen voimme luokitella kaikki materiaalit isotrooppisiin, ortotrooppisiin ja anisotrooppisiin materiaaleihin. Tässä artikkelissa käsittelemme ortotrooppisia ja anisotrooppisia materiaaleja.
Mitä ortotrooppiset materiaalit ovat?
Ortotrooppiset materiaalit ovat aineita, jotka osoittavat samanlaisia tuloksia, kun samanlaisia ärsykkeitä kohdistetaan vain kolmeen keskenään kohtisuoraan suuntaan. Näemme tämän termin pääasiassa materiaalitieteessä anisotrooppisten materiaalien alaryhmänä. Tämä johtuu siitä, että molemmissa tämän tyyppisissä materiaaleissa mekaaniset ominaisuudet muuttuvat johonkin suuntaan, kun ulkoista stimulaatiota käytetään.
Kuva 01: Puu on esimerkki ortotrooppisesta materiaalista
Puu on yleinen esimerkki ortotrooppisesta materiaalista. Puulla on kolme keskenään kohtisuoraa suuntaa, joissa ominaisuudet eroavat toisistaan. Se on esimerkiksi erittäin jäykkä jyviä pitkin, vähiten jäykkä säteen suunnassa ja jonkin verran jäykkä kehän suunnassa. Tämä johtuu siitä, että suurin osa selluloosakuiduista on kohdistettu tällä tavalla puun syyn mukaan.
Ortotrooppiset materiaalit ovat osa anisotrooppisia materiaaleja. Näiden materiaalien ominaisuudet riippuvat suunnasta, jossa niitä mitataan. Ortotrooppisissa materiaaleissa on kolme tasoa tai symmetria-akselia. Sitä vastoin isotrooppisilla materiaaleilla on samat ominaisuudet joka suuntaan.
Mitä anisotrooppiset materiaalit ovat?
Anisotrooppiset materiaalit ovat aineita, jotka osoittavat erilaisia tuloksia, kun samanlaisia ärsykkeitä käytetään kaikkiin mahdollisiin suuntiin. Tämä on siis isotropian vastakohta. Voimme määritellä sen eroksi eri akseleita pitkin mitattuna, ottaen huomioon materiaalin fysikaaliset tai mekaaniset ominaisuudet. Hyvä esimerkki anisotrooppisesta materiaalista on valo, joka tulee polarisaattorin läpi.
Anisotrooppisten materiaalien ominaisuudet huomioon ottaen näiden materiaalien ominaisuudet ovat suunnasta riippuvaisia ja taitekerroin on enemmän kuin yksi. Lisäksi kemiallinen sitoutuminen on epävarmaa ja valo voi kulkea anisotrooppisten materiaalien läpi, vaikka valon nopeus materiaalin läpi on erilainen eri suuntiin. Edellä mainitun lisäksi nämä materiaalit näkyvät vaaleissa väreissä, ja voimme havaita myös kaksoistaittumisen.
Mitä eroa on ortotrooppisella ja anisotrooppisella?
Voimme luokitella kaikki tuntemamme materiaalit kolmeen ryhmään isotrooppisiin, ortotrooppisiin ja anisotrooppisiin materiaaleihin. Tärkein ero ortotrooppisten ja anisotrooppisten materiaalien välillä on se, että ortotrooppiset materiaalit osoittavat samanlaisia tuloksia, kun samanlaisia ärsykkeitä kohdistetaan vain kolmeen keskenään kohtisuoraan suuntaan, kun taas anisotrooppiset materiaalit osoittavat erilaisia tuloksia, kun samanlaisia ärsykkeitä käytetään kaikkiin mahdollisiin suuntiin.
Lisäksi ortotrooppisen materiaalin taitekerroin on pienempi kuin yksi, mutta anisotrooppisen materiaalin taitekerroin on suurempi kuin yksi.
Seuraava infografiikka tiivistää ortotrooppisten ja anisotrooppisten materiaalien väliset erot taulukkomuodossa.
Yhteenveto – Ortotrooppinen vs anisotrooppinen
Materiaaleja on kolmea päätyyppiä mekaanisista ja lämpöominaisuuksista riippuen: isotrooppisia, ortotrooppisia ja anisotrooppisia materiaaleja. Tärkein ero ortotrooppisten ja anisotrooppisten materiaalien välillä on se, että ortotrooppiset materiaalit osoittavat samanlaisia tuloksia, kun samanlaisia ärsykkeitä kohdistetaan vain kolmeen keskenään kohtisuoraan suuntaan, kun taas anisotrooppiset materiaalit osoittavat erilaisia tuloksia, kun samanlaisia ärsykkeitä käytetään kaikkiin mahdollisiin suuntiin.
