L’isotropia (dal greco isos, uguale, e tropos, direzione) è la proprietà di un corpo continuo o di un materiale di esibire un comportamento fisico (meccanico, termico, ottico o elettrico) assolutamente indipendente dalla direzione in cui tale comportamento viene sollecitato o misurato.
In ingegneria strutturale e meccanica, assumere che un materiale sia isotropo semplifica drasticamente i modelli matematici costitutivi. Per un materiale elastico lineare isotropo, la Legge di Hooke generalizzata (che esprime il legame tra le 6 componenti indipendenti del tensore degli sforzi e le 6 del tensore delle deformazioni) riduce la matrice di rigidezza da 21 coefficienti indipendenti a soli 2 parametri elastici indipendenti: il Modulo di Young () e il Coefficiente di Poisson ().
Esempi di materiali tipicamente isotropi a livello macroscopico sono:
- I metalli comuni (acciaio, alluminio), poiché, pur essendo formati da microscopici grani cristallini intrinsecamente anisotropi, l’orientamento casuale di milioni di grani media il comportamento complessivo rendendolo uniforme.
- Il vetro e i polimeri amorfi, la cui struttura molecolare è caotica e priva di direzioni preferenziali.
Al contrario, si dicono anisotropi i materiali le cui proprietà variano a seconda della direzione di indagine. Esempi classici sono il legno (molto più resistente a trazione lungo le fibre piuttosto che perpendicolarmente ad esse) e i moderni materiali compositi fibrorinforzati (come la fibra di carbonio o il kevlar), che vengono deliberatamente progettati strato per strato per offrire la massima resistenza meccanica solo lungo le direttrici del carico atteso, risparmiando peso altrove.