利用因子
當我們在空調房或超潔淨的實驗室內頭昏腦漲的時候，來到森林或海邊立感神清氣爽，這就是自然界看不到摸不著無色無味的負氧離子的作用。
醫學研究表明：對人體有醫療保健作用的是小粒徑負離子，因為空氣的負離子，按其遷移率大小可分為大、中、小離子。對人體有益的是小離子，也稱為輕離子，其具有良好的生物活性，易於透過人體的血腦屏障，發揮其生物效應。大自然中的空氣負離子之所以造就眾多長壽村，是因為小粒徑的負離子比例高，小粒徑的負離子由於活性高、遷移距離遠從而在長壽地區上空形成負離子浴環境。
空氣的正、負離子，按其遷移率大小可分為大、中、小離子。離子遷移率大於0.4c㎡/(V`s)為大離子，小於0.04/(V`s)為小離子，介於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，都屬於小的空氣離子。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。
離子在單位強度(V/m)電場作用下的移動速度稱之為離子遷移率，它是分辨被測離子直徑大小的一個重要參數。空氣離子直徑越小，其遷移速度就越快。離子遷移率是表達被測離子大小的重要參數。離子運動速度與離子直徑成反比，而離子遷移率與離子運動速度成正比，故離子遷移率與離子直徑成負比。
負離子最佳化空氣消除三態污染
1.物理污染（細顆粒物）
就空氣中的顆粒物污染而言，自2011年9月份以來，我國中東部地區霧霾天氣多發，而對人體健康影響最為嚴重的且含量最多的就是可入肺顆粒物，即我們熟悉的PM2.5。PM2.5不易受到鼻腔絨毛和肺纖毛的阻擋，100%可進入到支氣管和肺泡，能幹擾肺部的氣體交換，從而引發包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。
美國環保署EPA實驗室就淨化空氣中的顆粒物做出了大量的研究，得出了三種對去除空氣物理污染物最有效的方法：
①布朗運動對去除空氣中越小的粒子，效果越好。
②濾網攔截對去除空氣中越大的粒子，效果越好。
③負離子的凝聚沉降對去除空氣中越小的粒子，效果越好。
同時聯合國空氣環保領域的眾多專家也研究證實，生態級負離子（小粒徑負離子）可以主動出擊捕捉小粒微塵使其凝聚沉降，能有效去除空氣2.5微米（PM2.5）及以下的微塵，甚至是1微米的微粒，顯著減少PM2.5對人體健康的危害。而更為巧合的是，空氣負離子在空氣中做的正是布朗運動，所以它對PM2.5的去除效果則是強上加強。
2.化學污染（甲醛、苯、TOVC）
由於化學污染物的揮發時間長，很多方法都難以將其徹底有效的去除。較輕的是誘發皮膚或呼吸道疾病，嚴重的還會影響神經系統，同時經醫學機構調查表明化學污染是導致癌症高發的主要原因之一，兒童白血病高發也是與化學污染有關係的。但空氣負離子可以快速打開它們的分子化學鍵，將其分解為二氧化碳和水，使其隨氣流排出室內，從而在根本上將其去除。
實驗中發現利用空氣負離子輻照甲醛的空氣混合物，當空氣負離子的輻射能量達到4kGy的時候，甲醛的濃度由105g/L降到了50g/L，如果把輻射能量加大到13kGy，甲醛的濃度幾乎降到零。
3.微生物污染（細菌、病毒）
微生物污染中的細菌和病毒，作為室內空氣傳播疾病的主要源頭，是很多濾網式空氣淨化器無法去除的。但空氣負離子能有效顛倒微生物電位極性而將細菌、病毒等殺滅，可降低室內細菌濃度，殺滅病毒、細菌、黴菌、塵蟎、花粉等致病源及過敏源。
同時中國負離子暨臭氧研究學會對負離子在環境改善方面的作用做出了更深入的分析：在一些皮毛製作車間，空氣負氧離子濃度控制在1.5X10個/cm³時，塵埃可由0.42mg/cm將至0.05mg/cm，而其中一些幾乎是永久性懸浮於大氣中的小於10m的飄塵微粒（這些微粒對人們危害最大、在數量上又是占大氣懸浮總粒子的90%，這些粒子不受呼吸器官的纖毛阻擋，並可穿過肺泡，直到血液及全身而帶來毒害），它們在空氣負離子的作用下容易吸附、沉降，使得空氣得到很好的淨化。
套用技術
離子變換器
離子變換器，其特徵是，包括抗高壓絕緣外殼(1)、設定有空腔(2)銅製電離子接受筒、(3)設有若干個尖端的富勒烯材料纖維束(4)用於傳導自由電子的第一導線(5)和用於導出電子流的第二導線(6)所述抗高壓絕緣外殼。
離子變換器，它包括抗高壓絕緣外殼、設定有空腔的銅製電離子接受筒、設有若干個尖端的富勒烯材料纖維
離子變化器束、用於傳導自由電子的第一導線和用於導出電子流的第二導線；抗高壓絕緣外殼設定在銅製電離子接受筒外部；空腔內部為真空狀態並設定有金屬混合粉末，下面設定有開口；富勒烯材料纖維束通過空腔的開口伸入空腔內，並與第一導線連線；第二導線與銅電離子接受筒連線。本實用新型有效地增加了電離子的脈動能量，使得形成的負氧離子能夠快速到達較遠距離，避免了因為遷移速度低過多結合空氣中的水分子及其他微粒變成大粒徑離子，形成等同於大自然的生態負離子。從而以小粒徑高活性的負離子狀態以作用於環境和作用於人體醫療保健作用。
負離子淨化空氣的優勢
PM2.5微粒在空氣中PM10的總量里占到50%-60%。現有大多數以去除可吸入顆粒物為主要功能的空氣淨化器是針對去除PM10設計的，對PM2.5沒有針對性。
利用濾網淨化空氣最多可以淨化直徑3微米以上的顆粒物。過濾層越多、濾網越密集說明可擋住的顆粒物就越微小，但隨之帶來的是空氣通過難度大，這類空氣淨化器必須提高風機功率抽風，而風機功率的增大導致噪音的增大，同時提高過濾網層數無疑也增加淨化器體積，而且增加了為避免二次污染更換濾網難度。
傳統濾網式空氣淨化器淨化PM2.5效果難以量化，現有的空氣淨化器技術對於清除PM2.5無能為力，目前市場上的濾網式空氣淨化器對於PM2.5起不了什麼作用。
研究表明，空氣負離子對空氣品質的最佳化，無論從原理、適用範圍還是效果上來看，都遠遠優於傳統的濾網式空氣淨化模式。
