物理學中我們都知道，物質是由分子組成的，分子是由原子組成的，原子是由原子核及圍繞其旋轉的電子組成，得到電子時顯負電性，失去電子時顯正電性，我們把正負電子運動現(xiàn)象稱為：離子現(xiàn)象。自然狀態(tài)下，空氣分子的極性呈中性，即：不帶電荷。但在宇宙射線、紫外線、微量元素輻射、雷擊閃電等作用下，空氣分子會失去部分圍繞原子核旋轉的最外層電子，使空氣發(fā)生電離，逃逸原子核束縛的電子稱為：自由電子，帶負電荷。當自由電子與其它中性氣體分子結合后，就形成帶負電荷的空氣負離子。以上是自然現(xiàn)象中產(chǎn)生的負離子。隨著人工負離子生成技術的產(chǎn)生和發(fā)展，據(jù)新華社和光明日報等媒體報道，小粒徑負離子。

廣西巴馬世界長壽之鄉(xiāng)的存在讓負離子對人體的保健作用得到了最好證明，研究發(fā)現(xiàn)，巴馬地區(qū)人口百歲率之所以高，很重要的一個原因就是當?shù)刎撾x子濃度高，可達3萬/cm³。在巴馬，幾乎找不出一個糖尿病、高血壓甚至癌癥患者，大部分老人無疾而終，而糖尿病患者在此地居住月余，就基本上可以不用再打胰島素。巴馬負離子最高的百魔洞負氧離子濃度高達17萬/cm³，很多得了癌癥的病人付費在這里呼吸負離子�；�于負離子的作用，它又有“空氣維生素”之稱。無數(shù)臨床研究發(fā)現(xiàn)，負離子可以改善神經(jīng)衰弱、失眠，通暢心腦血管，降低血液粘稠度，提高人體免疫力，對改善失眠、哮喘，緩解高血壓、糖尿病等頑疾具有顯著療效，相關研究在陳景藻主編的《現(xiàn)代物理治療學》以及清華大學林金明教授主編的《環(huán)境、健康與負氧離子》等著作中都有詳細闡釋。^[2]

清華大學博導、中科院專家林金明教授所著的《環(huán)境健康與負氧離子》一書中如下定義：

空氣的正、負離子，按其遷移率大小可分為大、中、小離子。離子遷移率大于0.4 cm²/（V`s）為小離子，小于0.04 cm²/（V`s）為大離子，介于s兩者之間則為中離子。接近分子大小的荷電原子團或分子團，都屬于小的空氣離子。這些小的空氣離子具有高的運動速度，在大氣中互相碰撞，又不斷聚集，形成大離子或中離子。

只有小離子、或稱之為小離子團才能進入生物體。而其中的小負氧離子、或稱之為小負氧離子團，則有良好的生物活性。^[1]

空氣離子按體積大小可分為輕、中、重離子三種。輕離子在電場中運動速度較快，為1～2 cm²/V.S中、在自然界中或普通環(huán)境中遷移率大于0.4 cm²/(V．s)為小粒徑負離子，重離子在電場中運動較慢，僅為0.0005 cm²/V.S。在自然界中或普通環(huán)境中小于0.04 cm²/(V．s)為大粒徑負離子，中離子的大小及活動性介于輕、重離子之間。而小粒徑負離子，則有良好的生物活性，易于透過人體血腦屏障， 進入人體發(fā)揮其生物效應。

據(jù)新華社和光明日報報道，小粒徑負離子專利技術于2009年研制成功，于2010年獲得國家專利，分別是負離子轉換器和納子富勒烯負離子釋放器專利技術。^[2]

負離子的產(chǎn)生原理主要有以下幾種：

1．大氣受紫外線，宇宙射線，放射物質，雷雨，風暴，土壤和空氣放射線等因素的影響發(fā)生電離而被釋放出的電子經(jīng)過地球吸收后再釋放出來很快又和空氣中的中性分子結合，而成為負離子，或稱為陰離子。自然界的負離子（也就是在身體內(nèi)起好的作用和還原作用的負離子）有很大的抗氧化效果與還原力。

2．瀑布沖擊，細浪推卷暴雨跌失等自然過程中水在重力作用下，高速流動，水分子裂解而產(chǎn)生負離子。物質分子形態(tài)轉換過程。

3．森林的樹木，葉枝尖端放電及綠色植物光合作用形成的光電效應，使空氣電離而產(chǎn)生的負離子。

4．部分地殼巖石能夠釋放出一定的負離子。

5.通過人工負離子生成技術產(chǎn)生生態(tài)級小粒徑空氣負離子，模擬自然界雷電高壓電離空氣產(chǎn)生負電子，以空氣中的氧氣、二氧化碳等作為載體傳播。

　　 對于每個正負離子而言，它的壽命是短暫的，一般只存在幾十分鐘。空氣中負離子的多少，受地理條件特殊性影響而含量不同。公園、郊區(qū)田野、海濱、湖泊、瀑布附近和森林中含量較多。因此，當人們進入上述場地的時候，頭腦清新，呼吸舒暢和爽快。進入嘈雜擁擠的人群，或進入空調房內(nèi)，則使人感覺悶熱、呼吸不暢等。一般而言，人每天需要約130億個負離子，而我們的居室，辦公室，娛樂場所等環(huán)境，只能提供約1——20億個。這種供求之間的巨大反差，往往容易導致肺炎，氣管炎的呼吸疾病。集中采暖以及冷氣設備的空調系統(tǒng)，負離子常被驅除。合成纖維、地毯帶有正電荷易吸收負離子。鋼筋、纖維板都吸收負離子。

空氣負離子能還原來自大氣的污染物質、氮氧化物、香煙等產(chǎn)生的活性氧（氧自由基）、減少過多活性氧對人體的危害；中和帶正電的空氣飄塵無電荷后沉降，使空氣得到凈化。

負離子不僅能促成人體合成和儲存維生素，強化和激活人體的生理活動，因此它又被稱為"空氣維生素",認為它像食物的維生素一樣，對人體及其他生物的生命活動有著十分重要的影響，如雷雨過后，空氣的負離子增多，人們感到心情舒暢。而在空調房間，因空氣中負離子經(jīng)過一系列空調凈化處理和漫長通風管道后幾乎全部消失，人們在其中長期停留會感到胸悶、頭暈、乏力、工作效率和健康狀況下降，被稱之為“空調綜合癥”。在醫(yī)學界，負離子被確認是具有殺滅病菌及凈化空氣的有效手段。其機理主要在于負離子與細菌結合后，使細菌產(chǎn)生結構的改變或能量的轉移，導致細菌死亡，最終降沉于地面。醫(yī)學研究表明，空氣中帶負電的微粒使血中含氧量增加，有利于血氧輸送、吸收和利用，具有促進人體新陳代謝，提高人體免疫能力，增強人體肌能，調節(jié)肌體功能平衡的作用。據(jù)考證，負離子對人體7個系統(tǒng)，近30多種疾病具有抑制、緩解和輔助治療作用，尤其對人體的保健作用更為明顯。