Des chercheurs de l'Université métropolitaine de Tokyo ont montré que la nature hydrophobe accordable des gels de siloxane denses est fortement corrélée à leur activité catalytique, démontrant explicitement comment les molécules de nature hydrophobe différente au niveau moléculaire interagissent différemment avec des surfaces d'hydrophobie différente. C'est également la première fois qu'un gel de siloxane s'avère très efficace pour la réaction des éthers de silyle, couramment utilisé comme agent protecteur.

Un matériau hydrophobe est un matériau qui repousse l'eau. Les exemples ménagers incluent les revêtements pour les poêles à frire antiadhésives et les smartphones. L'hydrophobie joue également un rôle clé dans la nature, par exemple, dans les mécanismes par lesquels certaines plantes et animaux récupèrent l'eau de l'atmosphère, et l'emballage de l'ADN dans les chromosomes. Dans les années récentes, il s'est également avéré faire partie de la fonction des catalyseurs acides, les matériaux acides qui peuvent accélérer les réactions chimiques, largement utilisé dans l'industrie pétrochimique. Bien qu'il soit largement connu qu'une plus grande hydrophobie conduit à une meilleure catalyse, il n'était pas clair pourquoi c'était le cas en raison de la structure poreuse hétérogène des catalyseurs les plus courants.

Ainsi, un groupe de chercheurs dirigé par le Dr Hiroki Miura et le professeur Tetsuya Shishido de l'Université métropolitaine de Tokyo a étudié l'activité catalytique d'un gel de siloxane dense, une sorte de caoutchouc de silicone, avec des groupes sulfo acides attachés. Surtout, ces gels peuvent être recouverts de quantités contrôlées à la fois de groupes acides et de groupes méthyle hydrophobes, permettant un contrôle fin de l'hydrophobie. Ces gels ne sont pas non plus poreux, présentant une surface qui n'est couverte que par deux groupes clés, permettant une quantification plus simple mais plus précise de l'environnement de surface.

Le groupe a étudié la catalyse de l'hydrolyse (rupture de liaison avec l'eau) des acétates d'alkyle, couramment utilisé pour la production de peintures, parfums, et même des plastiques; ils ont trouvé que les acétates avec plus, les queues plus hydrophobes dans leur structure moléculaire ont bénéficié d'une catalyse accrue avec un rapport sulfo-sur-méthyle plus faible. Au contraire, moins de molécules hydrophobes ont été catalysées moins efficacement en raison de groupes sulfo moins disponibles. Ils démontrent clairement que l'affinité de l'eau pour les sites de catalyse peut gêner l'approche de différentes molécules; cela peut être mis à profit pour concevoir à la fois une sélectivité et une activité accrue.

Par ailleurs, le catalyseur siloxane a été appliqué à la déprotection des éthers de silyle. Les éthers de silyle sont des groupes protecteurs, attachés à des groupes qui ont besoin d'être protégés des réactions indésirables. Afin de les rendre à nouveau disponibles, ils doivent être facilement déprotégés. Le groupe a montré pour la première fois que les catalyseurs de gel de siloxane sont très efficaces pour déprotéger les éthers de silyle, une étape de réaction clé dans les réactions courantes telles que la construction de nucléotides artificiels (ou ADN). Avec une meilleure compréhension de la façon dont l'environnement moléculaire est lié au fonctionnement, ils espèrent que d'autres améliorations chimiques de ces catalyseurs pourront ouvrir la voie à de nouvelles fonctions et applications.