The effect of polydispersity on the crystallization of hard spherical colloids

Abstract
To crystallize, spherical colloidal particles must not have too broad a spread of size (or polydispersity). Here it is pointed out that the findings of recent calculations and computer simulations concerning the effects of polydispersity on the crystallization of hard spherical particles are simplified considerably if cast in terms of a universal index of polydispersity. A simple model is shown to give a similar result. We find the crystallization of such a colloidal suspension is suppressed when the polydispersity, defined as the standard deviation of the particle size distribution divided by its mean, exceeds a critical value which lies in the range 6 to 12 % .

Résumé
Une dispersion de particules colloïdales sphériques ne peut cristalliser que si sa distribution de tailles (polydispersité) n'est pas trop large. On montre ici que les résultats de calculs et de simulations pour cet effet peuvent être simplifiés considérablement par l'emploi d'un in-dice universel de polydispersité. On présente également un modèle simple qui donne un résultat semblable. En général, la cristallisation d'une suspension colloïdale est empêchée lorsque la polydispersité (déviation standard de la distribution des tailles divisée par sa moyenne) dépasse une valeur critique située entre 6 et 12 %.