相田卓三为填补超分子聚合物与传统（共价）聚合物之间的空白做出了重大贡献。在扩展超分子聚合这一基本概念过程中，开发了一系列全新的超分子材料，极大地推动了超分子化学这一全新领域的进步和发展。其代表性的研究成果包括：（1）“ bucky gels”，通过离子液体物理交联得到碳纳米管凝胶网络。该技术后来被应用于将石墨剥离成石墨烯，制造首个不含金属的可拉伸电子器件，制造用于生产移动式盲文设备的电池驱动的制动器等。（2）“水材料”（aqua materials），一种水含量极高的水凝胶（有机物含量为仅0.1–0.