本发明涉及具有三维的自组装的弹性的网状结构的超分子水凝胶的设计和应用，该网状结构中含有非聚合的功能分子和液体介质，由此功能分子是非共价交联的。例如，功能分子可以是抗炎分子、抗生素、金属螯合剂、抗癌剂、小肽、表面修饰的纳米颗粒或其组合。水凝胶的设计包括：1)修饰功能分子，使其转化成水凝胶因子，同时增强或保持它们的治疗性质，和2)通过物理、化学或酶处理，触发-水凝胶化过程，由此通过形成功能分子的非共价交联而导致产生超分子水凝胶。本发明的应用包括超分子水凝胶用作例如伤口愈合、组织工程学、药物传送和药物/抑制剂筛选的生物材料。