徐光宪1920年11月7日出生在浙江绍兴，1940年考进上海交通大学化学系，同班就有高小霞。两人1944年一起毕业，1946年徐光宪拿到公派自费留学资格，1948年先到美国华盛顿大学化工系，很快转到哥伦比亚大学读量子化学。
那时候朝鲜战争打响，美国快要出台限制中国留学生回国的法案。徐光宪和高小霞商量后，决定以华侨探亲名义办签证。1951年4月15日他们登上戈登将军号邮轮，这是法案生效前开往中国的倒数第三艘船。
5月1日到广州，很快经唐敖庆介绍，两人一起进北京大学化学系任教。徐光宪先教物理化学，后来根据国家需要转到配位化学，再到核燃料萃取化学，这已经是第三次调整方向。
高小霞专注电分析化学，发展极谱催化波方法，先后建立几十种微量元素的高灵敏分析技术。夫妻俩从1951年回国后，就把全部精力放在教学和科研上。徐光宪编写了全国第一本物质结构教材，还为教育部办物质结构进修班，培养了新中国第一批相关师资。
核燃料研究阶段，他提出萃取机理分类法，测定大量稳定常数和平衡常数，数据被国际手册收录。这些基础工作为后来转向稀土领域做了准备。
到1972年，北京大学化学系接到紧急军工任务，要分离稀土元素里性质最接近的镨和钕。52岁的徐光宪接了下来，这成了他第四次为国家需要改变研究方向。高小霞也把自己的分析化学研究暂时配合到这项任务中，两人从此共同投入稀土分离工作。
中国当时稀土储量居世界前列，可是提纯技术落后，只能出口初级矿产品，再高价买回深加工成品。徐光宪和高小霞决定从基础理论和工艺入手，彻底改变这种被动局面。
镨和钕化学性质极像，国际上传统离子交换法速度慢、成本高，不适合大规模生产。徐光宪放弃跟风，选了当时还不成熟的萃取法，提出推拉体系思路。
他选择合适萃取剂和络合剂，配成季铵盐-DTPA体系，让分离系数从原来的1.4-1.5提高到4以上。整个过程靠串级萃取理论支撑，把上百次萃取串联起来，实现连续操作。
高小霞负责成分分析验证，用改进的极谱仪提供精确数据，确保每一步参数可靠。她还利用分离后的剩余物，在江西红土地上研发稀土微肥，把废渣变成农用产品，显著提高贫瘠土壤的作物产量。这种物尽其用的做法，让稀土资源发挥更大价值。
1974年9月，包头稀土三厂进行工业规模试验，徐光宪亲自参与流程调试，一次就获得成功。镨钕分离纯度达到99.99%，生产周期大幅缩短，效率明显提升。这项成果首次把推拉体系用于稀土工业生产，打破了西方在该领域的技术壁垒。
之后徐光宪继续完善理论，提出极值公式、分馏萃取三出口工艺设计原则，建立串级萃取动态数学模型和回流启动模式，还在上海跃龙化工厂实际验证成功。
1975年8月第一次全国稀土会议上，徐光宪提出串级萃取理论，得到广泛认可。1978年，他在上海跃龙化工厂办起全国串级萃取讲习班，把全套理论和工艺免费教给全国国营工厂的技术人员。
学员来自二十多家工厂，课程讲了一个月，骨干基本都参加了。技术迅速在全国铺开，中国稀土分离工艺从实验室走向工业化，实现了从研制到生产的一步放大。
这些工作让中国稀土产业发生质变。原来西方少数国家垄断高纯单一稀土生产，现在中国掌握了核心技术，产品纯度和产量都领先。夫妻俩的配合特别关键，徐光宪抓理论和工艺总体设计，高小霞抓分析支撑和资源综合利用，两人合力把难题一个个解决。
1980年，中科院学部委员评选结果出来，徐光宪和高小霞双双当选，成为科学界一对院士夫妻。高小霞继续在分析化学领域深耕，晚年还关注稀土在植物生理中的应用，撰写相关综述直到1998年9月9日去世。徐光宪则把精力转向成果推广和人才培养。
从90年代初开始，中国高纯单一稀土大量出口，国际市场单一稀土价格大幅下降到原来的近四分之一。国外一些垄断企业减产甚至停产，国际稀土产业格局被改写，这就是后来所说的中国冲击。
中国从稀土资源大国变成生产大国和出口大国，产业链覆盖从分离到功能材料全流程，占据全球主导地位。
徐光宪培养了近百名博士硕士，还有一大批稀土行业工程技术人员。全国稀土专业的博士大多出自他的门下或他的学生门下。他创建北京大学稀土化学研究中心和稀土材料化学国家重点实验室，编写多本教材，影响几代人。
2005年，他根据高小霞遗愿，用两人名字各取一字，在北大化学学院设立霞光奖学金，帮助家境困难的学生完成学业，已经资助上百人。
这对夫妻一辈子专注科研和教育，从不张扬个人名利。他们的工作让中国稀土技术整体领先西方三十年，每克高纯稀土产品都凝聚着他们的贡献。
全球稀土领域人才储备也因此大幅提升，中国高校培养的专业人才成为行业主力。他们的故事说明，科技进步靠的是实打实的理论创新和工业实践结合，靠一代人接一代人坚持。
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