Isotropia: caratteristiche delle sostanze isotrope
Il termine isotropia ha origine dal greco ἴσος che significa uguale e τρόπος che significa modo. Rappresenta la proprietà delle sostanze isotrope di mantenere alcune caratteristiche costanti indipendentemente dalla direzione in cui vengono misurate. Queste caratteristiche includono l’indice di rifrazione, la conducibilità elettrica, la conducibilità termica, la resistenza meccanica e la resistenza alla trazione.
La condizione necessaria affinché una specie mostri queste caratteristiche è l’assenza di un ordine a lungo raggio degli atomi o delle molecole che la costituiscono. Normalmente, l’isotropia è tipica dei liquidi, mentre i solidi mostrano comunemente anisotropia.
Ad esempio, i solidi come i metalli formano una struttura cristallina a causa del non-direzionalità del legame metallico. Gli atomi, inizialmente presenti nella fase fluida, si dispongono rapidamente in un reticolo cristallino con una distribuzione regolare e periodica.
Proprietà dei solidi isotropi
A differenza dei solidi anisotropi, i solidi isotropi mostrano proprietà uniformi in tutte le direzioni. Ad esempio, la luce non influenza la polarizzazione o la direzione, e la velocità e l’indice di rifrazione rimangono costanti.
Le sostanze isotrope includono gas, liquidi e solidi amorfi. Tuttavia, i cristalli liquidi rappresentano un’eccezione in quanto, al momento del raggiungimento della temperatura di fusione, mostrano caratteristiche cristalline. Solo dopo aver raggiunto la temperatura di isotropizzazione assumono le caratteristiche tipiche dei liquidi.
Tra i solidi amorfi, il vetro è il più noto, anche se viene descritto come un liquido ad alta viscosità. Altri esempi di solidi amorfi che mostrano isotropia includono molti polimeri, gomme e metalli amorfi, noti anche come vetrosi. Questi solidi presentano una struttura disordinata in cui gli ioni metallici occupano posizioni casuali, ottenuta tramite rapido raffreddamento per evitare la formazione di una struttura cristallina.