本发明属于有机功能分子合成领域，公开了一种用于粘结金属材料和水凝胶的桥连分子及其制备方法和应用。本发明在桥连分子中引入可与金属表面和水凝胶作用的官能团，以此为“分子界面纽带”，通过原位喷涂、浸涂等表面修饰方法在金属表面接入化学锚点，并通过原位聚合反应使得桥连分子的两个端基官能团分别与水凝胶和金属表面进行键合，达到二者之间的高强度粘合。当使用含有响应性基团的桥连分子时，可在实现高强度粘合的基础上通过外部刺激响应快速断开桥连分子，进而达到应需分离的效果。本发明中桥连分子的合成简单、重复性好、可放大制备，而整个表面处理和粘合过程便捷、高效，有望广泛应用于生物医学的相关领域，具有较高的临床应用价值。