定义
负离子的产生
物理学中我们都知道，物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核及围绕其旋转的电子组成，得到电子时显负电性，失去电子时显正电性，我们把正负电子运动现象称为：离子现象。自然状态下，空气分子的极性呈中性，即：不带电荷。但在宇宙射线、紫外线、微量元素辐射、雷击闪电等作用下，空气分子会失去部分围绕原子核旋转的最外层电子，使空气发生电离，逃逸原子核束缚的电子称为：自由电子，带负电荷。当自由电子与其它中性气体分子结合后，就形成带负电荷的空气负离子。以上是自然现象中产生的负离子。随着人工负离子生成技术的产生和发展，据新华社和光明日报等媒体报道，小粒径负离子。
广西巴马世界长寿之乡的存在让负离子对人体的保健作用得到了最好证明，研究发现，巴马地区人口百岁率之所以高，很重要的一个原因就是当地负离子浓度高，可达3万/cm³。在巴马，几乎找不出一个糖尿病、高血压甚至癌症患者，大部分老人无疾而终，而糖尿病患者在此地居住月余，就基本上可以不用再打胰岛素。巴马负离子最高的百魔洞负氧离子浓度高达17万/cm³，很多得了癌症的病人付费在这里呼吸负离子。基于负离子的作用，它又有“空气维生素”之称。无数临床研究发现，负离子可以改善神经衰弱、失眠，通畅心脑血管，降低血液粘稠度，提高人体免疫力，对改善失眠、哮喘，缓解高血压、糖尿病等顽疾具有显著疗效，相关研究在陈景藻主编的《现代物理治疗学》以及清华大学林金明教授主编的《环境、健康与负氧离子》等著作中都有详细阐释。[2]
小粒径负离子标准定义清华大学博导、中科院专家林金明教授所著的《环境健康与负氧离子》一书中如下定义：
空气的正、负离子，按其迁移率大小可分为大、中、小离子。离子迁移率大于0.4 cm²/（V`s）为小离子，小于0.04 cm²/（V`s）为大离子，介于s两者之间则为中离子。接近分子大小的荷电原子团或分子团，都属于小的空气离子。这些小的空气离子具有高的运动速度，在大气中互相碰撞，又不断聚集，形成大离子或中离子。
只有小离子、或称之为小离子团才能进入生物体。而其中的小负氧离子、或称之为小负氧离子团，则有良好的生物活性。[1]
检测小粒径负离子含量
空气离子按体积大小可分为轻、中、重离子三种。轻离子在电场中运动速度较快，为1～2 cm²/V.S中、在自然界中或普通环境中迁移率大于0.4 cm²/(V．s)为小粒径负离子，重离子在电场中运动较慢，仅为0.0005 cm²/V.S。在自然界中或普通环境中小于0.04 cm²/(V．s)为大粒径负离子，中离子的大小及活动性介于轻、重离子之间。而小粒径负离子，则有良好的生物活性，易于透过人体血脑屏障， 进入人体发挥其生物效应。
据新华社和光明日报报道，小粒径负离子专利技术于2009年研制成功，于2010年获得国家专利，分别是负离子转换器和纳子富勒烯负离子释放器专利技术。[2]
产生原理
负离子示意图
1．大气受紫外线，宇宙射线，放射物质，雷雨，风暴，土壤和空气放射线等因素的影响发生电离而被释放出的电子经过地球吸收后再释放出来很快又和空气中的中性分子结合，而成为负离子，或称为阴离子。自然界的负离子（也就是在身体内起好的作用和还原作用的负离子）有很大的抗氧化效果与还原力。
2．瀑布冲击，细浪推卷暴雨跌失等自然过程中水在重力作用下，高速流动，水分子裂解而产生负离子。物质分子形态转换过程。
3．森林的树木，叶枝尖端放电及绿色植物光合作用形成的光电效应，使空气电离而产生的负离子。
4．部分地壳岩石能够释放出一定的负离子。
5.通过人工负离子生成技术产生生态级小粒径空气负离子，模拟自然界雷电高压电离空气产生负电子，以空气中的氧气、二氧化碳等作为载体传播。
负离子密度强的地区
空气负离子能还原来自大气的污染物质、氮氧化物、香烟等产生的活性氧（氧自由基）、减少过多活性氧对人体的危害；中和带正电的空气飘尘无电荷后沉降，使空气得到净化。
负离子不仅能促成人体合成和储存维生素，强化和激活人体的生理活动，因此它又被称为"空气维生素",认为它像食物的维生素一样，对人体及其他生物的生命活动有着十分重要的影响，如雷雨过后，空气的负离子增多，人们感到心情舒畅。而在空调房间，因空气中负离子经过一系列空调净化处理和漫长通风管道后几乎全部消失，人们在其中长期停留会感到胸闷、头晕、乏力、工作效率和健康状况下降，被称之为“空调综合症”。在医学界，负离子被确认是具有杀灭病菌及净化空气的有效手段。其机理主要在于负离子与细菌结合后，使细菌产生结构的改变或能量的转移，导致细菌死亡，最终降沉于地面。医学研究表明，空气中带负电的微粒使血中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用，具有促进人体新陈代谢，提高人体免疫能力，增强人体肌能，调节肌体功能平衡的作用。据考证，负离子对人体7个系统，近30多种疾病具有抑制、缓解和辅助治疗作用，尤其对人体的保健作用更为明显。
科学研究进程一、J .Thomson第一个以公式方法来表达离子的特性，同时建立了正、负离子(负氧离子)的模型。
二、1889年德国科学家Elster和Gertel发现了空气负离子(负氧离子)的存在。
三、19世纪末，德国物理学家菲利浦·莱昂纳德(Philip. lionad)博士第一次在学术上阐述了负氧离子对人体的功效。他提出存在于自然环境中的负氧离子有益于人类健康，并指出负氧离子含量最多的地方是在山谷瀑布周围。
四、20世纪初，1902年Asamas等通过大量实验肯定了空气离子存在的生物意义.
五、1903年俄罗斯学者首次发表了利用负氧离子治疗疾病的论文。
六、1905年Langerin在大气中发现了第二种离子称为Langerin离子或大直径带电粒子，又称为重离子。
七、1909年A.Pouer发现了第三种离子即中等直径的离子，称之为中离子。
八、20世纪30年代，德国Dissuader开创了大气正、负离子(负氧离子)生物的研究，形成了关于负离子(负氧离子)生物效应的第一次研究高潮，有数以百计的论文、研究和实验报告，证明了负离子(负氧离子)对人体有明显的有益作用。而正离子则相反，特别对人的血压和新陈代谢有明显的破坏作用。
九、1932年美国RCA公司Hamsen发明了世界上第一台医用空气负离子(负氧离子)发生器，这些研究由于发生第二次世界大战而终止。
十、直到后来20世纪中叶美国加州大学的A.P.Kragan教授和他领导的研究小组开创了离子生物效应的微观研究与实验。把对空气负离子(负氧离子)的研究推向了第二次的开发与使用的高潮。Kragan教授做了大量的动植物和人体试验。发现负氧离子具有延长生物寿命1/3的功能。并从人体的内分泌和机体内部循环及各种酶的生成反应等方面去论证负氧离子是如何影响人体和动植物。世界各国许多研究者也在他们各自研究的基础上，进行了以上的试验，认为负氧离子有明显的生物效应。
十一、1978年我国由伊朗的沙啥瓦特博士引进一台电子仪器——生物滤器(biological filter)，即我国负离子(负氧离子)发生器的前身;
十二、1985年06月中国科学院高能物理所和中国予防医学中心卫生研究所研制出高效空气负离子(负氧离子)发生器，并获取专利授权，专利号： 85202177
十三、二十世纪八十年代，我国部分大专院校、科学院所和专业医疗机构的一批专家学者开始涉足《负离子(负氧离子)医学》。他们将负离子(负氧离子)技术应用到临床实践中，通过对各种疾病的探索性治疗，开辟了一条新的治疗疾病途径，中国科学院高能物理研究所，西安医科大学、北京空气负离子(负氧离子)研究应用中心、北京师范大学空气离子研究应用中心等科研机构进行了专业负离子(负氧离子)医学研究，使我国负离子(负氧离子)医学取得了显著的成果，在临床实践中，我国已有很多医疗单位运用负离子(负氧离子)技术探索治疗各类疾病。
十四、二十一世纪、2010年，山东某公司研发出两项具有世界领先水平的专利技术：负离子转换器技术和纳子富勒烯负离子释放器技术[2] ，制造出等同大自然的小粒径、高活性生态级负离子，[1] 开创了人工负离子产生技术的生态化时代, 并成功通过国家知识产权局专利授权，专利号：ZL201010167796.1 ZL201020263299.7。[3]
十五、2011年4月，中国空气负离子(负氧离子)暨臭氧研究学会官网开通运行，作为我国第一个负离子(负氧离子)行业网站开始运行，必将快速推进我国空气负离子(负氧离子)产业的健康有序发展，相信负离子(负氧离子)产品市场混乱的局面很快结束，由于概念性负离子(负氧离子)产品及不合格假冒伪劣产品的过度炒作造成的市场疑问将会很快消除，为有着“空气维生素”“ 空气维他命”“ 长寿素” 之美誉的负离子(负氧离子)正身。
十六、生态负离子生成芯片技术[4] 是人工负氧离子生成技术，[5] 生态负离子生成芯片(专利号：201220433901.6)由压电陶瓷负离子发生器和离子变换器(专利号：201110146958.8)两部分组成。[6] 压电陶瓷变压器可以抑制和消除传统的负氧离子发生器采用的线圈型变压器产生正离子等不利影响，[5] 减小负氧离子发生器的体积和厚度;[5] 离子变换器是负离子转换器的升级版，其实质是应用于负离子发生器的脉冲频率增强器，脉冲频率增强器能有效提高负离子的脉动能量。[5]
技术发展18世纪，物理学家库仑实验发现，绝缘的金属导体所带的电荷会在大气中消失。物理学家伦琴和贝克勒尔研究发现，电解质溶液中的气体带有正极性或负极性的电荷微粒，由于这些带电微粒的存在，使气体具有导电的性能。物理学家艾斯特尔、盖特勒和威尔逊也用大气导电性的理论对库仑的实验结果作出解释。这种空气中的导电微粒，被物理学家法拉第称为“离子”，“空气离子”因而得名。
经历100多年后，J .Thomson第一个以公式方法来表达离子的特性，同时建立了正、负离子的模型，接着Eiseer和Geieel两人证明了离子的存在，即带有正、负电荷的粒子，其粒径略大于分子的直径。1905年Langerin在大气中发现了第二种离子称为Langerin离子或大直径带电粒子，又称为重离子。到1909年A．Pouer发现了第三种离子即中等直径的离子，称之为中离子。到20世纪30年代德国Dessauer开创了大气正、负离子生物的研究。他首先使用了电晕离子发生器，从此形成了关于负离子生物效应的第一次研究高潮，有数以百计的论文，研究和实验报告，证明了负离子对人体有明显的有益作用，而正离子则相反，特别对人的血压和新陈代谢有明显的破坏作用。这些研究由于发生第二次世界大战而终止。美国加州大学的ALbeter Pani Kragan教授和他的研究小组开创了离子生物效应的微观研究与实验，把对空气负离子的研究推向了第二次开发与使用的高潮。Kragan教授做了大量的动植物和人体试验，从人体的内分泌和机体内部循环及各种酶的生成反应等方面去论证负离子是如何影响人体和动植物的，是如何产生各种生物效应的。国外已开发出不少新型负离子发生器以供实验研究与在空调房间和医疗卫生领域中使用。
从1889年德国科学家Elster和Gertel发现了空气负离子的存在，德国物理学家Philip Leonard博士第一个在学术上证明负离子对人体的功效，到1902年Asamas等肯定了空气离子存在的生物意义．1903年俄罗斯学者发表了用空气负离子治疗疾病的论文，相继1932年美国RCA公司Hamsen发明了世界上第一台医用空气负离子发生器，半个世纪以来，空气负离子研究在欧、美、日各国已经历了很长的发展、应用阶段。
我国自1978年由伊朗的沙啥瓦特博士引进一台电子仪器——生物滤器(biological filter)，即我国负离子发生器的前身；至今空气负离子的研究已经历了80年代初、90年代初两个发展高潮。近代生物医学进展、动物试验研究结果、环境意识的深化及空气离子测试仪器的完善，推动着空气负离子作用机理的研究、空气负离子发生器的生产、应用，直到21世纪初期，中国已经有了属于自己的高端负离子专利技术：负离子转换器技术、纳子富勒烯释放器技术，使得负氧离子在医疗上已成为一种辅助医疗手段，在旅游生态环境评价中空气负离子浓度已列为衡量空气质量的一个重要参数。对于要建立一个舒适的环境，空气负离子存在的效应已带给人们揭开一个新的认识水平。
环境领域
空气中负离子浓度是空气质量好坏的标志之一，世界卫生组织对清新空气的负离子标准浓度也进行了相关规定。我国也将负离子纳入了气象监测系统，在空气环境保护等领域有广泛应用。
我们在瀑布旁、森林中、雷电雨后通常能够感到空气极为清新，这是由于空气中含有大量负离子的缘故。晶体石膏灯可以散发天然的负离子这种特点，在受热状态下和封闭房间内，尤为充分，能有效平衡空气中正负离子的含量。负离子被称为“空气维他命”，它的作用包括：除粉尘，除浮毛，除异味，除烟，杀菌，净化空气，治疗花粉、微尘、宠物毛、孢子过敏，改善哮喘等呼吸系统疾病，改善情绪波动、抑郁心情、慢性疲劳，缓解精神紧张状况等等不胜枚举.总之，对人们的健康、情绪、精力大有裨益。
空气环境空气负离子已被当作评价环境和空气质量的一个重要标准，当人们漫步在海边、瀑布和森林时，会感到呼吸舒畅，心旷神怡，其中一个最重要的原因就是空气中含有丰富的负离子。而空气环境变差主要是由于空气中正、负离子浓度比失衡，空气中含有有害气体和烟雾、灰尘、病毒、细菌等。而空气负离子一方面可以调节正、负离子浓度比，另一方面又可起到净化空气的作用，负离子能使空气中微米级肉眼看不见的漂尘，通过正负离子吸引、碰撞形成分子团下沉落地，且负离子能使细菌蛋白质两级性颠倒，而使细菌生存能力下降或致死。负离子净化空气的特点为灭活速度快，灭活率高，对空气、物品表面的微生物、细菌、病毒均有灭活作用。
