La actividad investigadora del Prof. Javier LLorca se centra en el desarrollo de nuevos materiales para aplicaciones en ingeniería del transporte, la energía y la salud. Las relaciones procesamiento-estructura-propiedades de los materiales se establecen mediante diferentes herramientas computacionales (ab initio, expansión de cluster, mecánica molecular, dinámica de dislocaciones, campo de fase, termodinámica computacional, mecánica computacional, etc.) y estrategias de modelado multiescala (teoría del estado de transición , homogeneización, etc.) así como técnicas de caracterización in situ e in operando con especial atención a la interacción entre los procesos biológicos, químicos y mecánicos. Esta información se utiliza para diseñar nuevos materiales que se fabrican mediante técnicas de procesamiento avanzadas (incluida la fabricación aditiva de aleaciones metálicas, polímeros y compuestos, pulverización catódica con magnetrón, etc.).

En este sentido, la aplicación concurrente de modelado multiescala y de las estrategias de caracterización in situ/in operando ha dado lugar a contribuciones importantes para el desarrollo de uno de los paradigmas de la Ciencia de Materiales: la relación procesado – estructura – propiedades. Inicialmente se aplicaron a los materiales compuestos  (de matriz metálica, cerámica y polimérica) y algunas de las aportaciones en este ámbito son clásicas dentro de la comunidad científica y han recibido un gran número de citas. Posteriormente, esta metodología se ha trasladado  a una amplia gama de materiales de ingeniería (incluidas aleaciones metálicas, cerámicas, polímeros amorfos y cristalinos, fibras de alto rendimiento, catalizadores y materiales biológicos) ampliando el número y la complejidad de las herramientas de simulación y experimentación. Como resultado a la visión e ideas del Prof. LLorca en esta área, recibió en 2015 una Advanced Grant del European Research Council para desarrollar una estrategia de modelado multiescala para realizar diseño virtual, procesamiento virtual y ensayo virtual de aleaciones metálicas.

Los intereses actuales del grupo de investigación, en el marco de la Ingeniería Computacional Integrada de Materiales, están dirigidos al diseño de materiales avanzados para aplicaciones de ingeniería, de modo que los nuevos materiales puedan diseñarse, probarse y optimizarse in silico antes de que se fabriquen realmente en el laboratorio. Incluyen el diseño microestructural de aleaciones metálicas policristalinas y materiales compuestos para aplicaciones estructurales en transporte, cuidado de la salud (implantes y andamios) y energía (catálisis).

• Desde 2017 Director Científico del Instituto IMDEA Materiales, España.
• Desde 2016 Profesor Invitado, Central South University, China.
• 2013-2014 Cátedra Brahm Prakash, Indian Institute of Science, India.
• 2012-2015 Profesor Invitado, Shanghai Jiao Tong University, China.
• 2007- 2017 Director y fundador, Instituto IMDEA Materiales.
• Desde 1995 Catedrático, Departamento de Ciencia de Materiales, Universidad Politécnica de Madrid.
• 1987-1995 Profesor Titular, Departamento de Ciencia de Materiales, Universidad Politécnica de Madrid.
• 1989-1990 Investigador Fulbright, Brown University, USA.
• 1984-1987 Profesor Encargado de Curso, Departamento de Ciencia de Materiales Universidad Politécnica de Madrid.

• 2019 Fellow, Materials Research Society
• 2018 Premio de División de Materiales Estructurales de TMS al mejor artículo publicado en JOM en 2017
• 2018 Premio a la Mejor Carrera Científica, Sociedad Española de Materiales.
• 2016-2021 Profesor invitado, Central South University, China.
• 2013-2014 Cátedra Brahm Prakash Indian Institute of Science, India.
• 2013 Miembro de la Academia Europea, sección de Física e Ingeniería.
• 2012-2015 Profesor invitado, Shanghai Jiao Tong University, China.
• 2012 Fellow, European Mechanics Society.
• 2009 Premio de Investigación, Universidad Politécnica de Madrid.
• 2000 Medalla de Oro de la Sociedad Española de Integridad Estructural.
• 1999 Premio de Investigación de la Real Academia de Ciencias Exactas,Físicas y Naturales.
• 1990 Premio al Investigador Joven, Universidad Politécnica de Madrid.
• 1989-1990 Beca Fulbright, Brown University, USA.
• 1986 Premio extraordinario de doctorado, Universidad Politécnica de Madrid.

• Desde 2021 Editor, Materials Research Letters
• Desde 2019 Editor-en-jefe, Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering
• 2019-2022  Miembro del Comité Asesor Internacional, IRT Saint Exupéry.
• 2017-2019  Miembro del Comité de Dirección de la Society of Engineering Science
• 2018-2023  Presidente del Comité Científico de la Conferencia Europea de Mecánica de Materiales
• 2015-2023  Miembro del Comité Científico de la Conferencia Europea de Mecánica de Materiales
• Desde 2015 Miembro del Comité Europeo de Modelización de Materiales
• 2012-2018  Miembro del Panel Asesor Externo del Institute of Materials (Georgia Tech)
• Desde 2011 Miembro del Comité Científico Internacional, Conferencia de Modelización Mulitiescala de Materiales
• 2011-2014  Miembro de Comité Científico, Materials Science and Surface Institute, University of Limerick, Ireland.
• 2010-2015  Miembro del Comité Científico de la Conferencia Europea de Mecánica de Sólidos.