본 발명의 일실시예는 나노섬유 복합소재를 제공한다. 나노섬유 복합소재는 친수성 고분자와 맥신(MXene)의 혼합물을 사용하여 제조된 나노섬유들의 집합체인 나노섬유 지지체; 및 상기 나노섬유 지지체의 나노섬유들 사이의 공극에 충진된 이오노머를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예는 나노섬유 복합소재를 시트 형상으로 형성한 이온교환막을 제공한다. 본 발명의 또 다른 실시예는 나노섬유 지지체와 이오노머를 포함하는 나노섬유 복합소재의 제조방법을 제공한다. 나노섬유 복합소재의 제조방법에서, 먼저 맥스(M n+1 AX n ) 상의 소재로 맥신 상의 소재를 제조한다. 이후, 친수성 고분자 물질과 상기 맥신 상의 소재를 혼합한 용액을 제조한다. 다음, 상기 용액을 사용한 전기방사(electrospinning)를 통해 나노섬유 지지체를 형성한다. 이후, 상기 나노섬유 지지체에 이오노머를 충진한다.