自然界中的空气是由氧、氮、水蒸气、二氧化碳等多种气体组合成的气体混合物，在正常的情况下，气体分子都是电中性的，即不带电。
自然界存在的宇宙射线、紫外线、地球上的微量放射性物质的辐射作用，炙热金属的热离子发射以及喷泉、瀑布、海岸激浪、雷电等多种自然现象，都能使空气中的气体分子失去一部分绕原子旋转的电子，这一过程称为空气的电离。这些失去电子的气体分子就带上了正电荷，称为空气正离子;这些电子称为自由电子，自由电子又会与其他中性气体分子相结合。而得到电子的气体分子就带上了负电荷，称为空气负离子，这一过程称为空气的离子化。
空气负离子也有大小之分
在科研人员对于负离子的研究中发现，空气中的离子按照其迁移率大小可以分为大、中、小三种离子，离子的移动速度我们称之为离子迁移率，即为分辨所测离子直径大小的重要参数。大量研究表明，小粒径负离子的作用远优于大粒径离子以及中粒径离子。
小粒径负离子的两大显著作用
空气负离子的直径越小，其迁移速度就会越快，当然也就更易在空气中扩散开来。所以小粒径负离子的作用之一便是能够快速飘散进室内的各个角落，进行无死角的净化。但是市面上有不少负离子空气净化器由于技术限制，所释放出的多是迁移速度较慢的大粒径负离子，这种负离子在风机外吹的情况下，一般也只能在距离机器1米的地方检测到负离子，1米之外的地方就只能检测到浓度很低的负离子含量或者根本检测不到了。目前就负离子空净产品来说，最为先进的是采用了国际尖端生态负离子生成芯片技术和纳子富勒烯负离子释放器技术的森肽基负离子产品，它所释放的小粒径负离子能够在距离机器3-4米远的距离处检测到4——5万个/立方厘米的空气负离子浓度。
另外有医学研究表明，疗养保健也是小粒径负离子的作用之一。因为小粒径负离子相比于大粒径负离子、中粒径负离子来说具有较好的生物活性，更易于透过人体血脑屏障，从而进入生物体内发挥其广谱高效的生物效应。
相对于大粒径、中粒径负离子来说，小粒径负离子的作用更为优异。很多空气负离子生产厂家也都意识到小粒径负离子的作用，纷纷对外宣传自己是0.0004纳米的负离子，以及等等此类的说法，但这种说法是不负责任、没有任何依据的。因为上文我们也提到，大、中、小粒径的离子是根据其迁移速度来定义的，并不是指其粒径小，活性高、迁移距离远才是衡量小粒径负离子的标准。
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