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本研究では、高分子合成化学の到達点を大きく前進させる新奇多環状高分子の効率的・実用的合成プロセスを開発した。具体的には、①三環状高分子トポロジーのうち二重縮合型４種、および②四環状高分子トポロジーのうち、｢非平面グラフ｣としてのユニークなトポロジー幾何学的性質を持つ、三重縮合型トポロジー、に焦点を絞り研究を推進した。これらはいずれも世界に先駆けての合成となるもので、高分子材料化学を超えて、ナノテクノロジーによる新材料創製を推進する基盤技術としても期待される。加えて、高分子の「かたち」に基づくブレークスルー機能の創出を目指し、①環状ブロック共重合体のトポロジー効果に基づく新奇ミセル・ベシクル特性の創出、②分子ねじれ単位を含む環状高分子の合成とメカノケミカル特性評価、および③アミノ酸、糖、核酸などのバイオ機能単位、および金属配位子、フォト、エレクトロ、マグネト機能単位を含む環状および多環状高分子（Functional Rings）の設計・合成についても検討を行った。これらを統合し、高分子の「かたち」（トポロジー効果）に基づく新規な特性・機能を実現する「高分子トポロジー化学」体系を構築した。さらに、末端官能性高分子前駆体（テレケリクス）の高分子間静電相互作用による自己組織化とその選択的共有結合変換（ESA-CF法）を基礎とし、新しい有機合成化学手法（Click法、Metathesis = Clip法）を統合して、単環状および多環状トポロジー高分子を効率的に合成するプロセスを開発した。また、高分子の自己組織化集合体（ミセル、ベシクル等）に着目し、高分子のトポロジー効果に基づくブレークスルー機能を創出した。
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