結構異向性

試著劈開一段木頭：順著木紋一劈就開，橫著紋卻頑強難劈。同一塊木頭、不同方向，行為天差地別。結構異向性講的正是這件事，當一個材料的結構、以及因而它的性質，隨方向而不同。相反的情形，也就是各方向性質都相同，叫做等向性。

根本原因在於：原子在各方向的間距通常並不相同。在晶體裡，沿某個晶體方向原子可能排得緊、沿另一個方向排得鬆，於是剛性、強度、熱膨脹、電性與光學響應都會隨方向而異。石墨是個鮮明例子：層片內是強共價鍵、層與層之間卻只有微弱的力，所以它面內剛硬、面外柔軟。木材、纖維複合材料與輥軋金屬板也都是異向的，各自因為它們的結構沿著偏好方向被組織起來。

異向性既是麻煩、也是工具。工程師把碳纖維沿著受力方向排列在腳踏車車架裡，以善用它；當一片輥軋鋼板成形不均（沖壓罐緣起耳）時，又要提防它。單晶會完整展現它的異向性；隨機的多晶把它平均掉、近乎等向，但若晶粒共享一個偏好取向（也就是織構），整體又會重新變得異向。提醒：某些立方性質（例如立方晶體的熱膨脹）其實是等向的，即使晶體本身並不對稱，異向與否，同時取決於結構，以及你問的是哪個性質。