在物理學(xué)中，我們知道物質(zhì)是由分子組成的，分子是由原子組成的，而原子又是由原子核和繞原子核周圍旋轉(zhuǎn)的電子所組成的。所以在原子得到捕獲的自由電子時(shí)則呈顯負(fù)電性。而失去電子的原子呈正電性。這就是形成電流從正極向負(fù)極運(yùn)行的依據(jù)和規(guī)律。也就是人們把正負(fù)電子的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象稱為離子現(xiàn)象的緣由。
正常狀態(tài)下，自然界的空氣分子既不帶正電荷也不帶負(fù)電荷，處于中性狀態(tài)。但宇宙中存在著大量的宇宙射線、紫外線和微量元素，在這些元素的輻射作用下，還有雷擊電閃等的作用下，空氣中的空氣分子會(huì)失去一部分圍繞原子核旋轉(zhuǎn)的最外層電子，這時(shí)候空氣就自然會(huì)發(fā)生電離現(xiàn)象，出現(xiàn)一些逃逸原子核束縛的電子。這些電子被稱為自由電子，也就是負(fù)離子。而這些自由電子很容易被空氣中的氧分子捕獲而結(jié)合在一起，從而即形成了帶負(fù)電荷的空氣負(fù)氧離子。所以，負(fù)離子也稱作負(fù)氧離子。
（1）負(fù)離子的凈化作用
       空氣中污染物大多帶正電荷，例如煙霧、微塵、細(xì)菌、病毒等，生態(tài)級(jí)負(fù)離子可以主動(dòng)出擊捕捉小粒微塵使其凝聚沉降，與細(xì)菌、病毒等結(jié)合使其失活，從而實(shí)現(xiàn)空氣的凈化。美國(guó)環(huán)保署EPA實(shí)驗(yàn)室研究證實(shí)，空氣中負(fù)離子通過(guò)中和沉降（Ion Neutralization）能夠有效去除空氣中小粒徑微塵，尤其是對(duì)2.5微米（PM2.5）及以下的微塵具有優(yōu)異的凈化效果。
①　凈化空氣煙霧、灰塵及各種塵埃：由于空氣中的煙霧、灰塵及各種塵埃也就是PM2.5微塵霧霾中的離子大多都是帶正電荷的分子團(tuán)。而這種帶正電荷的離子團(tuán)體，當(dāng)遇到帶有負(fù)電荷的負(fù)氧離子團(tuán)時(shí)，他們必然會(huì)發(fā)生中和而沉降落到地面上，所以空氣便立即得到有效凈化。
       ②　消除與分解甲醛、甲苯等有害氣體：室內(nèi)裝飾后還會(huì)有因裝修材料以及所購(gòu)置的新家具長(zhǎng)期釋放出對(duì)人有害的氣體，而這些有害氣體也大多都是帶正電荷。所以遇到帶負(fù)電荷的負(fù)氧離子時(shí)，它們同樣被中和將甲醛等分解成為二氧化碳和水，這樣就很容易除掉家中室內(nèi)的甲醛及各種有害氣體。從而有效凈化室內(nèi)空氣。
       ③　清除異味、臭味：因各種異味、臭味和怪味均是帶正電荷的菌體所造成的。因而在遇到負(fù)氧離子時(shí)自然會(huì)被中和而被去除掉，各種怪味及異味隨之消失,從而使室內(nèi)的空氣恢復(fù)清爽干凈。
     （2）負(fù)離子的生物活性作用
       負(fù)離子與氧氣分子結(jié)合所形成的帶負(fù)離子的氧分子即為負(fù)氧離子，無(wú)色無(wú)味，這種負(fù)氧離子非常容易透過(guò)人體的血管及腦組織的屏障進(jìn)入人體內(nèi)產(chǎn)生活性，從而可以促進(jìn)人體新陳代謝，同時(shí)提高人體的自愈力，有效防治糖尿病，腫瘤等疾病，助人健康長(zhǎng)壽。因此，負(fù)氧離子被人們稱為“空氣維生素”和“空氣維他命”，也有更多的人們將其冠之以“長(zhǎng)壽素”的美譽(yù)和美稱。
       ①　改善睡眠：負(fù)氧離子是一種自然因子，對(duì)改善睡眠有很好的作用。醫(yī)學(xué)臨床試驗(yàn)表明：空氣負(fù)離子通過(guò)促進(jìn)單胺氧化酶（MAO）的氧化脫氧基作用，可以降低腦組織內(nèi)的5-HT（5一羥色胺）水平，引起內(nèi)分泌及神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生明顯的生理變化。這對(duì)自主神經(jīng)高級(jí)中樞及植物性神經(jīng)系統(tǒng)具有良好的調(diào)節(jié)作用，從而能極大地改善大腦皮層的功能，使人振奮精神，消除疲勞，提高工作效率，改善睡眠，增加食欲，使人健康長(zhǎng)壽。
       ②　預(yù)防和改善呼吸系統(tǒng)疾病：負(fù)氧離子能有效加強(qiáng)氣管粘膜上的皮纖毛運(yùn)動(dòng)，影響促進(jìn)呼吸道系統(tǒng)的纖絨毛內(nèi)呼吸酶的活性，改善肺泡的分泌功能及肺的通氣和換氣功能，有效緩解支氣管痙攣，增加肺活量，調(diào)整肺呼吸頻率，鎮(zhèn)咳等作用。負(fù)氧離子還能促進(jìn)鼻粘膜上皮組織細(xì)胞的再生，恢復(fù)粘膜的分泌功能，對(duì)哮喘，氣管炎，兒童百日咳等疾病有良好效果。
       ③　增強(qiáng)人體免疫力，促進(jìn)人體新陳代謝：負(fù)離子透過(guò)人體的血管及腦組織的屏障進(jìn)入人體內(nèi)產(chǎn)生活性，可以增加血管彈性及細(xì)胞膜的通透性。一方面可以提升養(yǎng)分在血液中的傳遞，凈化血液，降低血糖、血鉀含量及膽固醇，增強(qiáng)免疫力及抵抗力，提高人體的自愈力，有效防治糖尿病，腫瘤等疾病；可穩(wěn)定血壓，有效預(yù)防高血壓及心臟疾病；另一方面可以活絡(luò)淋巴循環(huán)，加速基礎(chǔ)代謝，具舒壓排毒的養(yǎng)身功效。