自然界中的空氣是由氧、氮、水蒸氣、二氧化碳等多種氣體組合成的氣體混合物，在正常的情況下，氣體分子都是電中性的，即不帶電。
自然界存在的宇宙射線、紫外線、地球上的微量放射性物質的輻射作用，炙熱金屬的熱離子發射以及噴泉、瀑布、海岸激浪、雷電等多種自然現象，都能使空氣中的氣體分子失去一部分繞原子旋轉的電子，這一過程稱為空氣的電離。這些失去電子的氣體分子就帶上了正電荷，稱為空氣正離子;這些電子稱為自由電子，自由電子又會與其他中性氣體分子相結合。而得到電子的氣體分子就帶上了負電荷，稱為空氣負離子，這一過程稱為空氣的離子化。
空氣負離子也有大小之分
在科研人員對于負離子的研究中發現，空氣中的離子按照其遷移率大小可以分為大、中、小三種離子，離子的移動速度我們稱之為離子遷移率，即為分辨所測離子直徑大小的重要參數。大量研究表明，小粒徑負離子的作用遠優于大粒徑離子以及中粒徑離子。
小粒徑負離子的兩大顯著作用
空氣負離子的直徑越小，其遷移速度就會越快，當然也就更易在空氣中擴散開來。所以小粒徑負離子的作用之一便是能夠快速飄散進室內的各個角落，進行無死角的凈化。但是市面上有不少負離子空氣凈化器由于技術限制，所釋放出的多是遷移速度較慢的大粒徑負離子，這種負離子在風機外吹的情況下，一般也只能在距離機器1米的地方檢測到負離子，1米之外的地方就只能檢測到濃度很低的負離子含量或者根本檢測不到了。目前就負離子空凈產品來說，最為先進的是采用了國際尖端生態負離子生成芯片技術和納子富勒烯負離子釋放器技術的森肽基負離子產品，它所釋放的小粒徑負離子能夠在距離機器3-4米遠的距離處檢測到4——5萬個/立方厘米的空氣負離子濃度。
另外有醫學研究表明，療養保健也是小粒徑負離子的作用之一。因為小粒徑負離子相比于大粒徑負離子、中粒徑負離子來說具有較好的生物活性，更易于透過人體血腦屏障，從而進入生物體內發揮其廣譜高效的生物效應。
相對于大粒徑、中粒徑負離子來說，小粒徑負離子的作用更為優異。很多空氣負離子生產廠家也都意識到小粒徑負離子的作用，紛紛對外宣傳自己是0.0004納米的負離子，以及等等此類的說法，但這種說法是不負責任、沒有任何依據的。因為上文我們也提到，大、中、小粒徑的離子是根據其遷移速度來定義的，并不是指其粒徑小，活性高、遷移距離遠才是衡量小粒徑負離子的標準。
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